丰田卡罗拉双可变正时气门系统故障诊断与排除

摘要: 与固定配气正时相比,智能双可变配气正时系统Daul VVT-i可以在发动机整个工作范围内的转速和负荷下提供最佳进、排气门开启与关闭时刻。介绍丰田卡罗拉汽车Dual VVT-i系统的原理及故障诊断与排除方法。

关键词: 卡罗拉;双可变配气正时;故障诊断;Dual VVT-i系统

传统四行程发动机进排气门的开闭角度是固定不变的,只能在某一转速处于最佳的配气相位。丰田卡罗拉双可变正时气门系统(Dual VVT-i)通过电控系统ECU可根据发动机的不同工况发出控制指令,对进排气门的配气相位调节,以获得较合理的配气正时,改善了发动机在低转速时的扭矩及中高转速时的功率,并降低了油耗与尾气排放。

1 双可变正时气门系统的结构原理

全新卡罗拉Dual VVT-i发动机与上一代相比增加了排气凸轮轴的VVT-i控制,使该发动机换气过程的进、排气相位的调整和优化更加灵活和精确。该系统的结构主要由发动机ECU、各类传感器、进排气VVT-i控制器、进排气门正时机油控制阀(OCV)等组成。

双可变正时气门系统的工作原理:ECU通过空气流量计、曲轴位置传感器、节气门位置传感器输入的信号判断发动机工况,以车速传感器、冷却液温度传感器的信号做参考,比对内部数据库查找出各工况条件下的目标配气正时,动态向相应OCV传送目标占空比信号,实现OCV阀位置在提前、滞后于保持位置,通往VVT-i控制器工作腔的机油方向及流量改变,同时,曲轴位置传感器及凸轮轴位置传感器向ECU提供实际配气正时反馈信号,实现反馈控制进排气凸轮轴正时。

进气OCV阀电路(图1)原理。其中ECU的B31插头100号端子连接OCV阀1号端子输入占空比信号,B32插接器123号端子连接2号端子接地。

排气OCV阀电路如图2所示。发动机ECU的60号端子连接正时机油控制阀1号端子输入占空比信号,61号端子相连2号端子接地。

2 故障诊断与排除

2.1 故障诊断方法

可变气门正时系统的故障可分为机械故障和电气故障两类,对于电气类故障,主要运用故障解码仪、万用表、示波器等设备,通过波形分析、数据流比对,元件动作测试等查找诊断;机械故障主要运用人工拆检方式,查验阀门的卡滞、插头松动、执行器的转动等。可变气门正时系统出现故障,可能导致发动机不能起动、怠速不良、汽车行驶中的油耗增加、突然熄火、故障警告灯点亮等症状。

按故障发生频率及检修易难程度,对卡罗拉双可变气门正时系统的故障诊断工艺程序设计如图3。

2.2 故障诊断实例

故障码:P1348;故障可能部位:曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器或机械系统。

1)检测传感器电阻。冷车状态时,曲轴位置传感器电阻为1.6KΩ到2.74KΩ、凸轮轴位置传感器电阻为830Ω到1.4KΩ,热车状态时,曲轴位置传感器电阻约2KΩ到3.2KΩ,凸轮轴位置传感器为1KΩ到1.6KΩ。2)检测ECU与曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器之间的配线和插头。曲轴位置传感器C3端子1与ECU连接器E8端子16、端子2与E8端子24间的导通性(电阻应小于1Ω),ECU连接插头E8端子16与17、24与17之间电阻应大于1MΩ,凸轮轴位置传感器连接器端子1与ECU连接器E8端子15、端子2与E8端子24之间应导通。否则修理更换导线及连接器。3)检查曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的安装情

况,紧固、修理、更换。4)检查校准配气正时。拆下正时链条盖,转动发动机曲轴,位于一缸压缩上止点,检验凸轮轴驱动链轮及油泵驱动链轮标记,未对齐则重新安装链条。5)将ECU的OCV+、OCV-端子与示波器相连,启动发动机,波形应随发动机转速变化,如果波形不正常,则考虑维修或更换ECU。

故障码:P1349;故障可能部位:配气正时过于提前或滞后。

1)检查OCV阀。2)用测量齿轮和链条的直径,若小于96.8mm,说明过度磨损,应当更换链轮和链条。3)检查气门正时。4)若上述检查正常,则对ECU进行波形分析,考虑更换。

故障码:P1656;故障可能部位:OCV阀电路断路或短路,线束故障等。

1)用故障诊断仪对OCV阀进行动作测试。连接故障诊断仪并起动发动机,打开空调到最大制冷,若OCV阀关闭发动机转速正常,OCV阀打开时出现怠速不稳或失速,说明OCV阀正常。2)用万用表测量正时机油控制阀线圈电阻,20℃时应为6.9~7.9Ω。将蓄电池正极接OCV阀插头,阀应能迅速移动。否则,更换新的机油控制阀。3)检查配线及插头。断开OCV阀和ECU插头,测量线束自身电阻及与搭铁电阻,发现线束电阻过大或对地短路时,修理或更换配线和插头。

若上述检查均正常,则考虑维修或更换ECU。

3 结语

可变气门正时系统技术日趋成熟,使用范围越来越广,丰田、现代、长城、吉利等汽车品牌不断推出自己的可变气门正时系统,掌握其原理、故障诊断与排除思路,才能有助于我们合理使用仪器工具,更准确地解决实际碰到的问题