基于可变气门正时发动机呼吸控制分析(下).doc

基于可变气门正时发动机呼吸控制分析(下) 　　高惠民 　　（本刊专家委员会委员） 　　现任江苏省常州外汽丰田汽车销售服务有限公司技术总监，江苏技术师范学院、常州机电职业技术学院汽车工程运用系专家委员，高级技师。 　　（接上期） 　　（4）凸轮轴正时机油控制阀（ocv） 　　OCV是一个三位五通电磁换向阀（图20）。电磁阀根据发动机ECU输出的占空比电流控制滑阀移动位置来选择压力机油流向VVT-i执行器的通道，使进气（排气）凸轮轴旋转到提前、延迟或保持状态的气门正时所对应的位置，图21是VVT-I系统控制提前、延迟、保持状态的原理图。 　　三、WT-i系统控制方法 　　1.设定VVT-i目标提前学习值 　　发动机ECU基于发动机转速和负荷确定目标提前学习值（图22）。 　　2.检测VVT-i实际提前角并进行反馈控制 　　（1）通过凸轮轴位置传感器信号和曲轴位置传感器信号计算VVT-i实际提前角（图23）。 　　（2）以凸轮轴目标角度和实际变化角度的差异作为VVT-i系统反馈控制的依据。 　　3.WT-i控制占空比学习 　　（1）VVT-i执行器作动过程中，VVT-i实际提前值与目标学习值是相同的，通过OCV关闭VVT-i执行器机油压力通道以保持VVT-i提前状态。 　　（2）发动机ECU通过学习OCV提前驱动占空比，保持VVT-i目标学习值占空比在40%～60%之间。 　　4.液压控制VVT-i清除异物 　　虽然机油中的大部分异物会在OCV前被过滤，但是机油过脏或机油中的微小颗粒异物会卡住OCV或VVT-i执行器，造成VVT-j提前角错误。如果发生这种情况，发动机ECU输出最大提前或最大延迟信号（图24）。在VVT-i系统排出异物控制过程中，可能会发生发动机运转抖动，即使异物被排出，但故障码仍会被存储。 　　5.VVT-i故障失效保护 　　当VVT-i提前状态发生错误，发动机会出现怠速不稳或发动机失速，这是由于增加了气门重叠角产生内部EGR的结果，在这种故障状态下怠速会有所提高。 　　四、故障案例 　　1.故障现像 　　一辆丰田普瑞维亚（车型ACR50）汽车，装备4缸直列式带进气VVT-i系统发动机（发动机型号2AZ-FE），行驶里程60000km。故障现象是当日首次行驶5km时发动机故障灯突然点亮。 　　2.故障诊断与排除 ???　维修技师用智能检测仪（IT-Ⅱ）读取故障码（DTC）为P0012，含义为“凸轮轴位置（进气）正时过于延迟”，并且该DTC当前存在，清除不了。查看DTC生成时的定格数据显示（图25）：“Engine Run Time 368s（发动机运行了368s）；Coolant Temp 85℃（冷却液温度85℃）；EngiDe Speed 1780rpm（发动机转速1780r/min）；CaIculate Lood 61.9%（根据当前空气流量计算的负荷发动机负荷61.9%）；Fuel System Status#1 CL（燃油系统控制状态处在闭环状态）；VVT Control Status ON（可变气门正时控制状态处在工作状态）”。从以上相关定格数据可以确认发动机在中等负荷工况，发动机ECU已指令VVT-i控制处于工作状态，要求进气门提前开启，增大气门重叠角，改善燃油经济性和排放控制。然而发动机ECU未能通过凸轮轴位置传感器检测到进气正时实际提前变化角度，于是设置了故障码P0012，其生成条件和可能的故障部位列于表1。 　　依据检查程序，首先使用智能检测对OCV执行主动进行测试，步骤如下：①将智能检测仪连接到DLC3诊断插座；②启动发动机并打开检测仪；③使发动机暖机；④选择以下菜单项：Powertrain/Enqine and ECT/Active Test/Control the VVT System（Balqkl）；⑤使用检测仪操作OCV，检查发动机转速：⑥如果VVT-i系统正常，应如表2规定状态。 　　但此车执行OCV主动测试（OCV ON）时，发动机没有熄火，怠速也没有波动不稳的现象，VVT-i主动测试相关数据流如图26所示。 　　在逐步增大驱动OCV占空比（VVT OCV Duty）时，对比发动机ECU指令的VVT-i目标学习值占空比与VVT-i实际变化角度，发现VVT-i实际变化角度没有提前作动改变（图27）。 　　根据分析的故障可能部位做继续检查。 　　（1）检查气门正时 　　①拆下汽缸盖罩。 　　②转动曲轴皮带轮，使其凹槽与正时链条盖上的正时标记“O”对准。 　　③确认进气凸轮轴正时齿轮总成外壳和排气凸轮轴正时链轮上的正时标记都应如图28所示朝上，且与1号进、排气凸轮轴轴承盖上的正时标记对准。检查结果气门正时正确。 　　④重