技师论文--科鲁兹可变正时常见故障分析与诊断.doc

摘 要
目前市场上较多采用了DVVT进排气气门连续可变正时技术，其发动机更高效、节能、环保，废气排放达到国家Ⅳ级标准。通过控制发动机燃烧室之中的汽油与空气混合气体达到最合适的空燃比，还可明显改善怠速稳定性，降低了车辆驾驶过程中发动机的声音和振动从而获得较好的舒适性。
这里介绍了科鲁兹可变正时原理及常见故障分析与诊断，一文阐述了科鲁兹的组成及控制特点，根据平时的维修经验列举了相应的常见故障加以分析与诊断，希望能够给非专营店的维修人员在对科鲁兹可变正时故障排除时带来帮助。

关键词：可变正时 常见故障 分析诊断

科鲁兹可变正时常见故障分析与诊断
前 言
ECOTEC是目前通用旗下主要的发动机系列，目前国内比较常见的有1.6L、1.8L、2.0L和2.4L等排量。这一系列是由通用集团德国的欧宝部门开发。不同于以往美国发动机技术较为落后的传统，ECOTEC系列发动机采用了当今主流的高效技术，成为通用小排量车的主力动力系统。现如今科鲁兹上也配用了这款发动机（DVVT）具有低转速大扭矩、高转速高功率的优异特性,
一、科鲁兹DVVT的系统组成
主要由进气凸轮轴位置执行器、排气凸轮轴位置执行器、进气凸轮轴位置执行器电磁阀、排气凸轮轴位置执行器电磁阀、进气凸轮轴位置传感器、排气凸轮轴位置传感器和发动机模块等组成。
二、科鲁兹DVVT的介绍与工作原理
要了解DVVT发动机，还要先了解一下VVT发动机。 VVT（可变正时气门技术）发动机可变气门正时技术也是当下热门的发动机技术之一。它通过对气门的控制进行进排气的配气，近些年被越来越多地应用于现代轿车上。
气门是由发动机的曲轴通过凸轮轴带动的。气门的配气正时取决于凸轮轴的转角。在普通的发动机上，进气门和排气门的开闭时间是固定不变的。这种不变的正时很难兼顾到发动机不同转速的工作需求，VVT 就能解决这一矛盾。简单地说，就是改变进气门或排气门的打开与关闭的时间，可以提高进气充量，使充量系数增加。发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。
目前的气门可变正时系统调节方式有两种：一种是通过调节气门的开闭时间从而达到调整“呼吸”量的效果；另一种是通过调整气门行程改变单位时间的进气流量。D-VVT发动机是VVT的延续和发展，它解决了VVT发动机未能克服的技术难题。 D-VVT即进排气双连续可变气门正时，它可以说是目前气门可变正时系统技术中最高级的形式。 D-VVT发动机采用的是与VVT发动机类似的原理，利用一套相对简单的液压凸轮系统实现功能。不同的是，VVT的发动机只能对进气门进行调节，而D-VVT发动机可实现对进排气门同时调节，具有低转数大扭矩、高转数高功率的优异特性，技术上处于领先地位。通俗点讲，就像人的呼吸，能够根据需要有节奏地控制“呼”和“吸”，当然比仅仅能控制“吸”拥有更高的性能。大大改进了日常行驶的动力表现，增强了引擎响应性，节省了燃油。缺点：动力输出表现不够突出 优点：出色的静音科技、高动力性、省油节能，堪称同级车中最具竞争力的发动机。
1）DVVT简介。
可变气门正时系统（DVVT）是一种电控液压运行装置，它通过控制发动机机油所产生的液力来驱动执行器，从而改变凸轮轴相对于曲轴的角度。
2）DVVT优点。
SGM的LDE，2HO，LE5，LY7，LDK等发动机的DVVT通过控制进气门和排气门的气门重叠角来增强发动机性能，采用该系统的主要优点包括：降低尾气排放，增大输出扭矩，提高经济性能，提高怠速稳定性能。
3）凸轮轴位置传感器介绍。
凸轮轴位置传感器包含进气侧凸轮轴位置传感器和排气侧凸轮轴位置传感器，其输出信号不仅被发动机控制模块用于确定点火及喷油正时，同时还被用于识别进排气凸轮轴相对于曲轴的实际位置，以便对凸轮轴相位实施精确控制。
4）凸轮轴位置执行器电磁阀介绍
凸轮轴位置执行器电磁阀用以控制发动机机油通道。LDK发动机使用2个凸轮轴位置执行器电磁阀，分别对进气凸轮轴和排气凸轮轴实施相应控制。
5）凸轮轴位置执行器介绍
凸轮轴位置执行器主要由DVVT基座、叶片、叶片定位销组成：
（1）DVVT基座，与凸轮轴链轮一体。
（2）DVVT叶片，与凸轮轴相连。
（3）叶片定位销。
LDE发动机的进/排气凸轮轴均装备有回位弹簧，当发动机停机时，回位弹簧用来协助凸轮轴位置执行器返回至初始停止位置。在初始位置时，定位销位于锁孔内、将叶片固定，凸轮轴和曲轴的相对位置不会发生任何变化。
当DVVT工作时，油压将定位销推出锁孔，此时，凸轮轴和凸轮轴链轮可产生相对运动以改变凸轮轴相对于曲轴的角度。LDE发动机DVVT控制排气侧凸轮轴相对于曲轴滞后的最大角度为25度。LDE发动机在DVVT控制过程中，其进气侧凸轮轴相对于曲轴提前的最大角度也是25度。
6）DVVT控制。
图见附件1
（1）曲轴位置传感器。
可变气门正时系统（DVVT）利用曲轴位置传感器获取发动机转速信息，以根据不同的发动机转速对凸轮轴位置实施精确控制。
(2)凸轮轴位置传感器。
可变气门正时系统（DVVT）通过监测凸轮轴位置传感器
的输出信号来判断凸轮轴的实际位置。
(3)发动机负荷。
系统将根据发动机的不同负荷需求对凸轮轴提前、滞后的角度实施不同的控制。
(4)冷却液温度传感器。
可变气门正时系统（DVVT）利用冷却液温度传感器监测发动机的工作温度，以便系统在不同的温度条件下都能提供最佳操作性能。
(5)机油压力传感器。
机油压力传感器用于监测机油压力，除发动机机油粘度、温度和发动机机油油位以外，发动机机油压力也直接影响凸轮轴执行器的性能。
(6)凸轮轴位置执行器电磁阀。
控制模块向每个凸轮轴位置执行器电磁阀发送12伏脉宽调制信号，以控制进入凸轮轴执行器通道的发动机机油的流量。
(7)怠速行驶范围内。
怠速期间，凸轮轴位置执行器无变化，气门重叠角最小，防止废气从进气门流出，稳定发动机怠速，同时防止过多的混合气流向排气门，以提高燃油经济性。
(8)中负荷行驶范围内
在中等负荷时，增加气门重叠角，从而增加了废气再循环量，这样减少了进气歧管内的负压，因而也减少了活塞的泵吸损失并且改善了油耗。另外，由于排气门延迟关闭，活塞下行时废气再次吸入，降低了燃烧室温度，NOX的排放，同时由于气体再次燃烧而使HC排放也减少
(9)大负荷、低速和中速行驶范围内。
在大负荷、中低速行驶时，根据进气需求系统将进气门提前关闭，以增加功率输出和扭矩。
(10)大负荷、高速行驶范围内。
在大负荷、高速行驶时系统将根据发动机转速来延迟进气门关闭，以增加功率输出和扭矩。
(11)排气凸轮轴。
发动机机油在电磁阀的控制下流经两个不同的通道，一个是凸轮轴正时提前通道，一个是凸轮轴正时延迟通道。以通过液力驱动凸轮轴位置执行器。
（12）初始位置。
初始位置时，凸轮轴位置执行器电磁阀不工作，凸轮轴位置执行器叶片由定位销锁住，凸轮轴和曲轴的相对位置不会发生任何变化。
（13）延迟位置。
图见附页1
在电磁阀通电时油泵的油流G通过阀流到B，再通过油道流向叶片的右侧将排气凸轮轴的位置推到滞后的位置。叶片左侧的油液通过油道流向A，并流回油底壳。
（14）保持位置
图见附页1
当需要将凸轮轴保持在某一位置时，电磁阀通过电流的控制将阀保持在如图所示的位置，油泵的油流G被阻断，叶片两侧的油液被封闭在油道中，凸轮轴的位置被保持住。
注意：进气凸轮轴执行器与排气凸轮轴执行器的内部是不同的，排气凸轮轴执行器的A油路通向叶片的左侧，进气凸轮轴执行器的A油路通向叶片的右侧。
(15)位置回位。
图见附页2
当需要回位时，机油泵输出的油流G通过电磁阀流到A，在通过油道流向叶片的右侧，此时电磁阀的进油通道和排油通道都打开，将排气凸轮轴推回到原始位置。若此时发动机关机，则由弹簧将排气凸轮轴推回到原始位置。
7）DVVT诊断。
（1）凸轮轴位置执行器系统的性能诊断.
控制模块通过凸轮轴位置传感器监测实际位置并与期望位置进行比较，以判断凸轮轴位置执行器系统的性能。实际位置与期望位置之差如果大于一定角度并持续一定时间以上，则设置相应诊断故障码。
（2）凸轮轴位置执行器电磁阀电路诊断。
控制模块ECM将监测凸轮轴位置执行器电磁阀的控制电路，以确定是否开路、短路。如果控制模块检测到凸轮轴位置执行器电磁阀电路上有故障，将设置相应诊断故障代码。
三、科鲁兹可变正时的常见故障
1.故障现象
在日常使用过程中，科鲁兹可变正时的常见故障有；车辆在行驶八万公里左右，发动机故障灯点亮且有异响。
2.案例分析
1)故障描。。
车主反映行驶中发动机故障灯点亮且伴随着类似敲缸的声音。
2）故障诊断。
连接GDS诊断DTC显示P0010：进气凸轮轴位置执行器电磁阀控制电路，P0013排气凸轮轴位置执行器电磁阀控制电路。
3）故障分析。
连接GDS查看发动机数据流显示长期燃油调整-23%（偏高，正常值是正负10）。 发动机负荷54%（过载，科鲁兹的负荷在20%左右）。排气凸轮轴位置指令55，进气凸轮轴位置指令60（加油门时数据没有明显的变化）。水温在75度之后发动机一直发出明显的“哒哒”声。

4）故障排除。
根据上述的诊断怀疑是进气凸轮轴位置执行器电磁阀和排气凸轮轴位置执行器电磁阀脏所导致的，拆检后并没发现异常。更换进气凸轮轴位置执行器电磁阀, 排气凸轮轴位置执行器电磁阀，故障依旧存在。
检查进排气凸轮轴位置执行器电磁阀线束连接器的线路，点火ON测试执行器电源电压电路端子1与搭铁之间的电压12.45V（正常）。测试执行器电源电压电路端子2与搭铁之间的电阻0.3欧（正常）。点火OFF断开K20发动机控制模块的线束连接器X2，测试执行器电磁阀控制电路端子2与搭铁之间的电阻是无穷大（正常），电路测试正常（发动机电磁阀执行器电路图见附页2：）。
检查正时部件都属正常，随后又更换了进气凸轮轴位置执行器调节器和排气凸轮轴位置执行器调节器，故障有见好转，声音小了很多，不像之前那样一直响，而是一会儿响一会儿不响，故障点并没找到。
当时就怀疑问题是不是出在油压上，测量发动机机油压力，怠速时130千帕（正常），检查进排气凸轮轴位置执行器电磁阀出口的出油量(油压不好测量)，与同款车型比较并没有差别。此时我已经被这个故障难题困扰的精疲力尽。
机械，电路，油压检查都没问题，那故障点会在哪呢？我再次翻开维修手册查找相关资料，发现油道内部还有个机油流量单向阀控制着进排气凸轮轴位置执行器的机油流量（机油流量单向阀图见附页3）。这个单向阀是镶在油道内部，无法判断它的好坏，换起来相当复杂。拆下机油流量单向阀后发现内部油泥较多，清洁油道换上新的单向阀，异常声没有再出现，最后也检查了发动机的数据流，一切正常，故障排除。
四、总 结
维修人员对于汽车机械与电器故障的排除必须懂得汽车电器构造、工作原理，能够正确识读各种汽车电路图，同时要有一定的实际操作能力。在排除故障时，一定要按照相关的汽车电器维修操作流程进行作业，熟练使用数字万用表的各种功能，对汽车电器各种故障进行检测，根据检测结果，能够快速判断汽车故障点所在位置。

参 考 文 献
1.编辑；雪佛兰维修手册，上海通用学习网站.主办：上海通用公司

附录1：

延迟位置
保持位置

附录2：
回位位置

附录3：

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