技師論文科魯茲可變正時(shí)常見故障分析與診斷

1、摘 要目前市場上較多采用了DVVT進(jìn)排氣氣門連續(xù)可變正時(shí)技術(shù)，其發(fā)動機(jī)更高效、節(jié)能、環(huán)保，廢氣排放達(dá)到國家級標(biāo)準(zhǔn)。通過控制發(fā)動機(jī)燃燒室之中的汽油與空氣混合氣體達(dá)到最合適的空燃比，還可明顯改善怠速穩(wěn)定性，降低了車輛駕駛過程中發(fā)動機(jī)的聲音和振動從而獲得較好的舒適性。這里介紹了科魯茲可變正時(shí)原理及常見故障分析與診斷，一文闡述了科魯茲的組成及控制特點(diǎn)，根據(jù)平時(shí)的維修經(jīng)驗(yàn)列舉了相應(yīng)的常見故障加以分析與診斷，希望能夠給非專營店的維修人員在對科魯茲可變正時(shí)故障排除時(shí)帶來幫助。關(guān)鍵詞：可變正時(shí) 常見故障 分析診斷 科魯茲可變正時(shí)常見故障分析與診斷前 言ECOTEC是目前通用旗下主要的發(fā)動機(jī)系列，目前國內(nèi)比較常

2、見的有1.6L、1.8L、2.0L和2.4L等排量。這一系列是由通用集團(tuán)德國的歐寶部門開發(fā)。不同于以往美國發(fā)動機(jī)技術(shù)較為落后的傳統(tǒng)，ECOTEC系列發(fā)動機(jī)采用了當(dāng)今主流的高效技術(shù)，成為通用小排量車的主力動力系統(tǒng)?，F(xiàn)如今科魯茲上也配用了這款發(fā)動機(jī)（DVVT）具有低轉(zhuǎn)速大扭矩、高轉(zhuǎn)速高功率的優(yōu)異特性,一、科魯茲DVVT的系統(tǒng)組成主要由進(jìn)氣凸輪軸位置執(zhí)行器、排氣凸輪軸位置執(zhí)行器、進(jìn)氣凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥、排氣凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥、進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器、排氣凸輪軸位置傳感器和發(fā)動機(jī)模塊等組成。二、科魯茲DVVT的介紹與工作原理要了解DVVT發(fā)動機(jī)，還要先了解一下VVT發(fā)動機(jī)。 VVT（可變正時(shí)氣門

3、技術(shù)）發(fā)動機(jī)可變氣門正時(shí)技術(shù)也是當(dāng)下熱門的發(fā)動機(jī)技術(shù)之一。它通過對氣門的控制進(jìn)行進(jìn)排氣的配氣，近些年被越來越多地應(yīng)用于現(xiàn)代轎車上。 氣門是由發(fā)動機(jī)的曲軸通過凸輪軸帶動的。氣門的配氣正時(shí)取決于凸輪軸的轉(zhuǎn)角。在普通的發(fā)動機(jī)上，進(jìn)氣門和排氣門的開閉時(shí)間是固定不變的。這種不變的正時(shí)很難兼顧到發(fā)動機(jī)不同轉(zhuǎn)速的工作需求，VVT 就能解決這一矛盾。簡單地說，就是改變進(jìn)氣門或排氣門的打開與關(guān)閉的時(shí)間，可以提高進(jìn)氣充量，使充量系數(shù)增加。發(fā)動機(jī)的扭矩和功率可以得到進(jìn)一步的提高。目前的氣門可變正時(shí)系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式有兩種：一種是通過調(diào)節(jié)氣門的開閉時(shí)間從而達(dá)到調(diào)整“呼吸”量的效果；另一種是通過調(diào)整氣門行程改變單位時(shí)間的進(jìn)氣

4、流量。D-VVT發(fā)動機(jī)是VVT的延續(xù)和發(fā)展，它解決了VVT發(fā)動機(jī)未能克服的技術(shù)難題。 D-VVT即進(jìn)排氣雙連續(xù)可變氣門正時(shí)，它可以說是目前氣門可變正時(shí)系統(tǒng)技術(shù)中最高級的形式。 D-VVT發(fā)動機(jī)采用的是與VVT發(fā)動機(jī)類似的原理，利用一套相對簡單的液壓凸輪系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能。不同的是，VVT的發(fā)動機(jī)只能對進(jìn)氣門進(jìn)行調(diào)節(jié)，而D-VVT發(fā)動機(jī)可實(shí)現(xiàn)對進(jìn)排氣門同時(shí)調(diào)節(jié)，具有低轉(zhuǎn)數(shù)大扭矩、高轉(zhuǎn)數(shù)高功率的優(yōu)異特性，技術(shù)上處于領(lǐng)先地位。通俗點(diǎn)講，就像人的呼吸，能夠根據(jù)需要有節(jié)奏地控制“呼”和“吸”，當(dāng)然比僅僅能控制“吸”擁有更高的性能。大大改進(jìn)了日常行駛的動力表現(xiàn)，增強(qiáng)了引擎響應(yīng)性，節(jié)省了燃油。缺點(diǎn)：動力輸出表現(xiàn)不

5、夠突出 優(yōu)點(diǎn)：出色的靜音科技、高動力性、省油節(jié)能，堪稱同級車中最具競爭力的發(fā)動機(jī)。 1）DVVT簡介。可變氣門正時(shí)系統(tǒng)（DVVT）是一種電控液壓運(yùn)行裝置，它通過控制發(fā)動機(jī)機(jī)油所產(chǎn)生的液力來驅(qū)動執(zhí)行器，從而改變凸輪軸相對于曲軸的角度。2）DVVT優(yōu)點(diǎn)。SGM的LDE，2HO，LE5，LY7，LDK等發(fā)動機(jī)的DVVT通過控制進(jìn)氣門和排氣門的氣門重疊角來增強(qiáng)發(fā)動機(jī)性能，采用該系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)包括：降低尾氣排放，增大輸出扭矩，提高經(jīng)濟(jì)性能，提高怠速穩(wěn)定性能。3）凸輪軸位置傳感器介紹。凸輪軸位置傳感器包含進(jìn)氣側(cè)凸輪軸位置傳感器和排氣側(cè)凸輪軸位置傳感器，其輸出信號不僅被發(fā)動機(jī)控制模塊用于確定點(diǎn)火及噴油正時(shí)，

6、同時(shí)還被用于識別進(jìn)排氣凸輪軸相對于曲軸的實(shí)際位置，以便對凸輪軸相位實(shí)施精確控制。4）凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥介紹凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥用以控制發(fā)動機(jī)機(jī)油通道。LDK發(fā)動機(jī)使用2個(gè)凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥，分別對進(jìn)氣凸輪軸和排氣凸輪軸實(shí)施相應(yīng)控制。5）凸輪軸位置執(zhí)行器介紹凸輪軸位置執(zhí)行器主要由DVVT基座、葉片、葉片定位銷組成：（1）DVVT基座，與凸輪軸鏈輪一體。 （2）DVVT葉片，與凸輪軸相連。 （3）葉片定位銷。LDE發(fā)動機(jī)的進(jìn)/排氣凸輪軸均裝備有回位彈簧，當(dāng)發(fā)動機(jī)停機(jī)時(shí)，回位彈簧用來協(xié)助凸輪軸位置執(zhí)行器返回至初始停止位置。在初始位置時(shí)，定位銷位于鎖孔內(nèi)、將葉片固定，凸輪軸和曲軸的相對位置不

7、會發(fā)生任何變化。當(dāng)DVVT工作時(shí)，油壓將定位銷推出鎖孔，此時(shí)，凸輪軸和凸輪軸鏈輪可產(chǎn)生相對運(yùn)動以改變凸輪軸相對于曲軸的角度。LDE發(fā)動機(jī)DVVT控制排氣側(cè)凸輪軸相對于曲軸滯后的最大角度為25度。LDE發(fā)動機(jī)在DVVT控制過程中，其進(jìn)氣側(cè)凸輪軸相對于曲軸提前的最大角度也是25度。6）DVVT控制。圖見附件1（1）曲軸位置傳感器?？勺儦忾T正時(shí)系統(tǒng)（DVVT）利用曲軸位置傳感器獲取發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信息，以根據(jù)不同的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速對凸輪軸位置實(shí)施精確控制。(2)凸輪軸位置傳感器?？勺儦忾T正時(shí)系統(tǒng)（DVVT）通過監(jiān)測凸輪軸位置傳感器的輸出信號來判斷凸輪軸的實(shí)際位置。(3)發(fā)動機(jī)負(fù)荷。系統(tǒng)將根據(jù)發(fā)動機(jī)的不同負(fù)荷需求

8、對凸輪軸提前、滯后的角度實(shí)施不同的控制。(4)冷卻液溫度傳感器。可變氣門正時(shí)系統(tǒng)（DVVT）利用冷卻液溫度傳感器監(jiān)測發(fā)動機(jī)的工作溫度，以便系統(tǒng)在不同的溫度條件下都能提供最佳操作性能。(5)機(jī)油壓力傳感器。機(jī)油壓力傳感器用于監(jiān)測機(jī)油壓力，除發(fā)動機(jī)機(jī)油粘度、溫度和發(fā)動機(jī)機(jī)油油位以外，發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力也直接影響凸輪軸執(zhí)行器的性能。(6)凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥?？刂颇K向每個(gè)凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥發(fā)送12伏脈寬調(diào)制信號，以控制進(jìn)入凸輪軸執(zhí)行器通道的發(fā)動機(jī)機(jī)油的流量。(7)怠速行駛范圍內(nèi)。怠速期間，凸輪軸位置執(zhí)行器無變化，氣門重疊角最小，防止廢氣從進(jìn)氣門流出，穩(wěn)定發(fā)動機(jī)怠速，同時(shí)防止過多的混合氣流向排氣門

9、，以提高燃油經(jīng)濟(jì)性。 (8)中負(fù)荷行駛范圍內(nèi)在中等負(fù)荷時(shí)，增加氣門重疊角，從而增加了廢氣再循環(huán)量，這樣減少了進(jìn)氣歧管內(nèi)的負(fù)壓，因而也減少了活塞的泵吸損失并且改善了油耗。另外，由于排氣門延遲關(guān)閉，活塞下行時(shí)廢氣再次吸入，降低了燃燒室溫度，NOX的排放，同時(shí)由于氣體再次燃燒而使HC排放也減少。(9)大負(fù)荷、低速和中速行駛范圍內(nèi)。在大負(fù)荷、中低速行駛時(shí)，根據(jù)進(jìn)氣需求系統(tǒng)將進(jìn)氣門提前關(guān)閉，以增加功率輸出和扭矩。(10)大負(fù)荷、高速行駛范圍內(nèi)。在大負(fù)荷、高速行駛時(shí)系統(tǒng)將根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來延遲進(jìn)氣門關(guān)閉，以增加功率輸出和扭矩。(11)排氣凸輪軸。發(fā)動機(jī)機(jī)油在電磁閥的控制下流經(jīng)兩個(gè)不同的通道，一個(gè)是凸輪軸正時(shí)

10、提前通道，一個(gè)是凸輪軸正時(shí)延遲通道。以通過液力驅(qū)動凸輪軸位置執(zhí)行器。（12）初始位置。初始位置時(shí)，凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥不工作，凸輪軸位置執(zhí)行器葉片由定位銷鎖住，凸輪軸和曲軸的相對位置不會發(fā)生任何變化。（13）延遲位置。圖見附頁1在電磁閥通電時(shí)，油泵的油流G通過閥流到B，再通過油道流向葉片的右側(cè)將排氣凸輪軸的位置推到滯后的位置。葉片左側(cè)的油液通過油道流向A，并流回油底殼。（14）保持位置圖見附頁1當(dāng)需要將凸輪軸保持在某一位置時(shí)，電磁閥通過電流的控制將閥保持在如圖所示的位置，油泵的油流G被阻斷，葉片兩側(cè)的油液被封閉在油道中，凸輪軸的位置被保持住。注意：進(jìn)氣凸輪軸執(zhí)行器與排氣凸輪軸執(zhí)行器的內(nèi)部是不

11、同的，排氣凸輪軸執(zhí)行器的A油路通向葉片的左側(cè)，進(jìn)氣凸輪軸執(zhí)行器的A油路通向葉片的右側(cè)。(15)位置回位。圖見附頁2當(dāng)需要回位時(shí)，機(jī)油泵輸出的油流G通過電磁閥流到A，在通過油道流向葉片的右側(cè)，此時(shí)電磁閥的進(jìn)油通道和排油通道都打開，將排氣凸輪軸推回到原始位置。若此時(shí)發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)，則由彈簧將排氣凸輪軸推回到原始位置。7）DVVT診斷。（1）凸輪軸位置執(zhí)行器系統(tǒng)的性能診斷.控制模塊通過凸輪軸位置傳感器監(jiān)測實(shí)際位置并與期望位置進(jìn)行比較，以判斷凸輪軸位置執(zhí)行器系統(tǒng)的性能。實(shí)際位置與期望位置之差如果大于一定角度并持續(xù)一定時(shí)間以上，則設(shè)置相應(yīng)診斷故障碼。（2）凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥電路診斷?？刂颇KECM將監(jiān)測

12、凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥的控制電路，以確定是否開路、短路。如果控制模塊檢測到凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥電路上有故障，將設(shè)置相應(yīng)診斷故障代碼。三、科魯茲可變正時(shí)的常見故障1.故障現(xiàn)象在日常使用過程中，科魯茲可變正時(shí)的常見故障有；車輛在行駛八萬公里左右，發(fā)動機(jī)故障燈點(diǎn)亮且有異響。2.案例分析1)故障描。車主反映行駛中發(fā)動機(jī)故障燈點(diǎn)亮且伴隨著類似敲缸的聲音。2）故障診斷。連接GDS診斷DTC顯示P0010：進(jìn)氣凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥控制電路，P0013排氣凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥控制電路。3）故障分析。連接GDS查看發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)流顯示長期燃油調(diào)整-23%（偏高，正常值是正負(fù)10）。 發(fā)動機(jī)負(fù)荷54%（過載，科

13、魯茲的負(fù)荷在20%左右）。排氣凸輪軸位置指令55，進(jìn)氣凸輪軸位置指令60（加油門時(shí)數(shù)據(jù)沒有明顯的變化）。水溫在75度之后發(fā)動機(jī)一直發(fā)出明顯的“噠噠”聲。4）故障排除。根據(jù)上述的診斷懷疑是進(jìn)氣凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥和排氣凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥臟所導(dǎo)致的，拆檢后并沒發(fā)現(xiàn)異常。更換進(jìn)氣凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥, 排氣凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥，故障依舊存在。檢查進(jìn)排氣凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥線束連接器的線路，點(diǎn)火ON測試執(zhí)行器電源電壓電路端子1與搭鐵之間的電壓12.45V（正常）。測試執(zhí)行器電源電壓電路端子2與搭鐵之間的電阻0.3歐（正常）。點(diǎn)火OFF斷開K20發(fā)動機(jī)控制模塊的線束連接器X2，測試執(zhí)行器電磁

14、閥控制電路端子2與搭鐵之間的電阻是無窮大（正常），電路測試正常（發(fā)動機(jī)電磁閥執(zhí)行器電路圖見附頁2：）。檢查正時(shí)部件都屬正常，隨后又更換了進(jìn)氣凸輪軸位置執(zhí)行器調(diào)節(jié)器和排氣凸輪軸位置執(zhí)行器調(diào)節(jié)器，故障有見好轉(zhuǎn)，聲音小了很多，不像之前那樣一直響，而是一會兒響一會兒不響，故障點(diǎn)并沒找到。當(dāng)時(shí)就懷疑問題是不是出在油壓上，測量發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力，怠速時(shí)130千帕（正常），檢查進(jìn)排氣凸輪軸位置執(zhí)行器電磁閥出口的出油量(油壓不好測量)，與同款車型比較并沒有差別。此時(shí)我已經(jīng)被這個(gè)故障難題困擾的精疲力盡。機(jī)械，電路，油壓檢查都沒問題，那故障點(diǎn)會在哪呢？我再次翻開維修手冊查找相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)油道內(nèi)部還有個(gè)機(jī)油流量單向閥控制著進(jìn)排氣凸輪軸位置執(zhí)行器的機(jī)油流量（機(jī)油流量單向閥圖見附頁3）。這個(gè)單向閥是鑲在油道內(nèi)部，無法判斷它的好壞，換起來相當(dāng)復(fù)雜。拆下機(jī)油流量單向閥后發(fā)現(xiàn)內(nèi)部油泥較多，清潔油道換上新的單向閥，異常聲沒有再出現(xiàn)，最后也檢查了發(fā)動機(jī)的數(shù)