淺談發(fā)動(dòng)機(jī)可變進(jìn)氣系統(tǒng)

梁力艷

摘 要：發(fā)動(dòng)機(jī)可變進(jìn)氣系統(tǒng)是指在發(fā)動(dòng)機(jī)原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上利用進(jìn)氣歧管的動(dòng)態(tài)效應(yīng)提高進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣量，從而在正常轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)有更優(yōu)異的扭矩和功率呈現(xiàn)。本文以邁騰B7為例對(duì)可變進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、工作原理進(jìn)行分析，對(duì)該系統(tǒng)故障診斷與排除具有一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：邁騰;發(fā)動(dòng)機(jī);可變進(jìn)氣系統(tǒng);故障診斷

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展、科技水平的不斷提高，我國國內(nèi)汽車保有量日益增加，據(jù)公安部發(fā)布的最新消息，截止到2019年6月，全國機(jī)動(dòng)車保有量為3.4億，其中汽車保有量為2.5億，全國超過60多個(gè)城市保有量超過100萬輛，北京汽車保有量超過了600萬輛。以此同時(shí)，全國機(jī)動(dòng)車污染排放也超過4500萬噸。其中，汽油車CO排放量占汽車CO排放量的85%，HC排放量占HC排放量的73%。考慮到能源安全問題、環(huán)境保護(hù)問題，各大汽車廠商在保證汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保要求前提下均轉(zhuǎn)向新能源汽車并采取各種技術(shù)手段改善傳統(tǒng)燃油汽車，比如增壓技術(shù)、缸內(nèi)直噴技術(shù)、可變進(jìn)氣系統(tǒng)等。

下面就大眾邁騰B7轎車為例介紹可變進(jìn)氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理、控制電路及故障檢修方法。

2 可變截面進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

2012款邁騰1.8TSI基本型轎車搭載DSG變速箱，該車可變截面進(jìn)氣系統(tǒng)利用發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)進(jìn)氣系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)效應(yīng)提高進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣效率，從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能夠有更大功率和扭矩的輸出。該系統(tǒng)主要由進(jìn)氣翻板真空膜盒、進(jìn)氣歧管風(fēng)門翻板、進(jìn)氣歧管風(fēng)門電位計(jì)G336、進(jìn)氣翻板電磁閥、真空泵和真空連接管路等組成。

汽車用真空泵常見結(jié)構(gòu)形式有旋轉(zhuǎn)葉片式、活塞式和隔膜式等類型。邁騰B7采用葉片式由排氣凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)的真空泵，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中為各系統(tǒng)提供真空。

進(jìn)氣翻板電磁閥結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖中可知，該電磁閥共有兩個(gè)管路連接頭，其中一個(gè)與凸輪軸驅(qū)動(dòng)的真空泵相連，另外一個(gè)與執(zhí)行器進(jìn)氣翻板真空膜盒相連，電磁閥本體還通過濾清器與外界大氣相通。

進(jìn)氣翻板真空膜盒采用真空膜片將膜盒分為兩個(gè)腔室內(nèi)，其中上腔室通過真空管路與進(jìn)氣翻板電磁閥相連，下腔室與外界大氣相通，真空膜片通過拉桿與進(jìn)氣歧管風(fēng)門翻板軸端的搖臂相連。

進(jìn)氣歧管在進(jìn)氣風(fēng)門翻板的作用下分為兩個(gè)通道，上部通道處于常通狀態(tài)，下部通道在翻板的控制下實(shí)現(xiàn)開閉。當(dāng)進(jìn)氣歧管風(fēng)門翻板在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，位于進(jìn)氣歧管風(fēng)門翻板軸端的進(jìn)氣歧管風(fēng)門電位計(jì)G336將進(jìn)氣翻板轉(zhuǎn)動(dòng)位置的開度信號(hào)以電信號(hào)的形式反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623，以實(shí)現(xiàn)對(duì)可變截面進(jìn)氣系統(tǒng)的控制監(jiān)測(cè)。

3 可變截面進(jìn)氣系統(tǒng)工作原理

大眾邁騰B7采用TSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，有效地提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。如圖2所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后怠速或小于3000r/min時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623不向進(jìn)氣翻板電磁閥N316提供搭鐵信號(hào)，此時(shí)N316處于斷電狀態(tài)，柱塞在回位彈簧的作用下處于右位，進(jìn)氣翻板真空膜盒上部空腔與和大氣相通的濾清器相連，真空膜片在膜片彈簧的作用下往下移動(dòng)，通過推桿和搖臂帶動(dòng)進(jìn)氣歧管風(fēng)門翻板軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得進(jìn)氣歧管風(fēng)門翻板處于關(guān)閉狀態(tài)。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加到3000r/min或以上轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623向進(jìn)氣翻板電磁閥N316提供搭鐵信號(hào)，由于N316可通過SB18從主繼電器J271獲得12V工作電壓，此時(shí)N316線圈通電，柱塞在磁場作用下克服回位彈簧的彈力向左移動(dòng)。進(jìn)氣翻板真空膜盒上部空腔通過N316和真空泵相連，真空膜片下腔室通大氣，真空膜片在上下腔壓力差的作用下克服彈簧彈力往上移動(dòng)，通過推桿和搖臂帶動(dòng)進(jìn)氣歧管風(fēng)門翻板軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得進(jìn)氣歧管風(fēng)門翻板處于開啟狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于3000r/min或熄火后，進(jìn)氣翻板電磁閥N316斷電，進(jìn)氣歧管風(fēng)門翻板重新回到關(guān)閉狀態(tài)。

4 故障診斷

4.1 故障現(xiàn)象

一輛2012款邁騰1.8TSI基本型轎車，據(jù)車主反映，該車起動(dòng)、怠速工作正常，儀表無異常反應(yīng)，踩加速踏板，車輛可以加速，但加速時(shí)會(huì)有偶發(fā)抖動(dòng)的現(xiàn)象。

4.2 故障診斷

為了驗(yàn)證故障現(xiàn)象的準(zhǔn)確性，根據(jù)車主所描述情況，再次對(duì)車輛進(jìn)行試車發(fā)現(xiàn)，當(dāng)車輛加速到3000r/min以上時(shí)，車輛會(huì)有輕微的偶發(fā)抖動(dòng)現(xiàn)象，說明故障現(xiàn)象描述比較準(zhǔn)確。

4.2.1 讀取故障代碼

關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，連接診斷儀，重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并加速至3000r/min以上，直至出現(xiàn)故障現(xiàn)象，用診斷儀進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元讀取故障代碼。

故障碼為08213：進(jìn)氣歧管風(fēng)門位置/運(yùn)行控制傳感器不可靠信號(hào)。

4.2.2 讀取數(shù)據(jù)流

起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并反復(fù)加速至3000r/min以上，用診斷儀讀取發(fā)動(dòng)機(jī)電腦中142組1區(qū)或143組3區(qū)數(shù)據(jù)流，實(shí)測(cè)值為100%不變，說明翻板始終處于打開位置無法復(fù)位。

4.2.3 管路連接檢查

通過外觀檢查，進(jìn)氣歧管翻板軸和真空膜盒拉桿確實(shí)處于最大開啟位置，但進(jìn)氣翻板電磁閥上的連接真空泵的管路和真空膜盒上的管路存在反接故障。與車主溝通得知，該車前期剛剛更換過進(jìn)氣翻板電磁閥，在連接管路時(shí)未注意管路連接位置導(dǎo)致該故障的出現(xiàn)。

4.3 故障機(jī)理分析

由于管路存在反接故障，導(dǎo)致當(dāng)車速加速至3000r/min以上時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元控制電磁閥將真空送至真空膜盒而將進(jìn)氣翻板打開。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于3000r/min時(shí)，電磁閥斷電，此時(shí)真空膜盒真空管路一直處于封閉狀態(tài)，真空膜片在壓力差的作用下始終克服膜片彈簧彈力出于打開狀態(tài)，從而導(dǎo)致真空翻板軸和進(jìn)氣歧管風(fēng)門始終開啟無法復(fù)位，加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)偶發(fā)瞬間輕微抖動(dòng)。

5 結(jié)論

本文詳細(xì)介紹了邁騰B7轎車截面可變進(jìn)氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理。以真空管路反接故障為例詳細(xì)介紹了故障診斷的流程及思路，按照先電氣后機(jī)械、由簡單到復(fù)雜的分析方法進(jìn)行實(shí)際故障排除及機(jī)理分析，對(duì)于以后相關(guān)故障的排除及故障分析有一定的指導(dǎo)參考價(jià)值。

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