CVVT發動機技術解析及電控系統的故障檢修

張文

摘要：CVVT是英文Continue Variable Valve Timing的縮寫，翻譯成中文就是連續可變氣門正時機構，它是近些年來被逐漸應用于現代轎車上的眾多可變氣門正時技術中的一種。CVVT技術是借鑒豐田的VVT－I而來，所以它的工作原理和方式都與VVT-I無異。基于CVVT技術的發動機電子控制系統與普通發動機有很多共同之處，但更為精密，其故障檢修也更為復雜。

中圖分類號：U472文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

CVVT工作原理就是當發動機由低速向高速轉換時，電子計算機就自動地將機油壓向進氣凸輪軸驅動齒輪內的小渦輪，這樣，在壓力的作用下，小渦輪就相對于齒輪殼旋轉一定的角度，從而使凸輪軸在60度的范圍內向前或向后旋轉，從而改變進氣門開啟的時刻，達到連續調節氣門正時的目的。所以在上述結構的作用下，可以保證發動機按照不同的路況改變氣門開啟、關閉時間，在保證輸出足夠牽引力的同時提高燃油經濟性。

CVVT系統包含以下部件：油壓控制閥、進氣凸輪齒盤、曲軸為止感應器、凸輪位置感應器、油泵、引擎電子控制單元（ECU）。

進氣凸輪齒盤包含：由時規皮帶所帶動的外齒輪、連接進氣凸輪的內齒輪與一個能在內外齒輪間移動的控制活塞。當活塞移動時在活塞上的螺旋齒輪會改變外齒輪的位置，進而改變正時的效果。而活塞的移動量由油壓控制閥所決定的，油壓控制閥是一電子控制閥其機油壓力由油泵所控制。當電腦（ECU）接受到輸入信號時，例如引擎轉速、進氣空氣量、節氣門位置、引擎溫度等以決定油壓控制閥的操作。電腦也會利用凸輪位置感應器及曲軸位置感應器，來決定實際的進氣凸輪的氣門正時。

油壓閥位置發生改變是由于發動機的啟動該或關閉造成的，從而使得進氣凸輪正時出于延后狀態。當引擎怠速或低速負荷時，正時也是處于延后的位置，比增進引擎穩定的工作狀態。當在中符合時則進氣凸輪在提前的位置，當中低速高負荷時則處于提前角位置增加扭矩輸出。而在高速符合時則處于延遲位置以利于高轉速操作。當引擎溫度較低時凸輪位置則處于延遲位置，穩定怠速降低油耗。

CVVT發動機的電子控制系統一個既精密又復雜的系統，如果系統出現故障診斷起來也非常困難。發動機出現故障的原因可能出自系統本身，也可能是控制系統以外的其他部分。因此檢查故障的難易程度自然也不一樣。想要快速找出故障所在，就必須在平時注意積累一些故障診斷的常用技巧。

首先應該確定發動機本身是否存在故障，其中有些故障較為明顯，有些故障卻是用眼看不出來的。發動機在實際運行中，技術狀況必然會隨著汽車行駛里程的增加而產生變化。那么，這些變化中哪些是正常變化，哪些又是故障現象，就需要專業人員進行正確的汽車故障診斷。

當發動機存在故障時，首先應該觀察發動機電控系統自診斷故障指示燈(CHECKENGINE)的)的狀況。假如在發動機運轉時此燈點亮，說明發動機存在的故障能夠被診斷系統檢測到， 一般情況下說明故障與電控系統有關，此時可以采取一定措施調取控制電腦內存儲的故障代碼從中找出故障原因。經檢測如果確定發動機真的存在故障，但是在發動機運轉時指示燈未點亮，則說明電控單元自診斷不能辨別出此發動機的故障，這時就應該按照傳統方式，先觀察發動機故障現象、判斷出原因出自何處，總結并分析出具體原因，按照由外向內、由簡到繁的原則做進一步診斷研究。切記在此種情況下對電控系統拆卸要有規律，只有查出故障確實在電控系統時，才能先檢查電控系統部分，否則必須先查其他部分。

CVVT引擎屬于較為復雜的系統，一旦發生故障其診斷和檢修步驟都遠比普通發動機復雜得多，所以檢修人員必須熟練掌握正確的檢修方法。

以下我將以現代i30車型CVVT發動機為例，剖析一個典型的CVVT發動機電控系統的故障檢測與解決：

案例分析：假如一輛車在正常行駛過程中發動機的故障燈突然點亮并加速抖動，當松開加速踏板后，發動機會出現自然熄火的現象，如果再啟動車輛，在怠速狀態下會發現發動機抖動很大，似乎是有缸不工作。碰到這種故障接到車輛后第一步是先用診斷儀進行檢測，故障碼應為P 0016，整個過程中曲軸位置—凸輪軸位置相互關系出現錯誤。當清除故障碼后故障燈會自動熄滅，啟動車輛后剛才的故障現象又重復出現。查看發動機故障維修手冊發現：期間傳感器信號并沒有出現間斷、短路或斷路的現象，因此可以排除線束接觸不良、CKPS和CMPS的故障。第二部就應該觀察故障狀態下的數據流，假如數據流CVVT是失效保護狀態則應顯示為“OFF”，1缸調速角(CKP和CMP-1之間的角度)為441度，正常情況下診斷儀的數據流中，CVVT狀態應該顯示為“ON”，1缸調整角大約為124度。這里先簡述一下CVVT的失效保護與傳統的固定式凸輪軸進排氣門開啟關閉的角度不同，CVVT系統可以連續調整凸輪軸最佳進排氣門開啟或關閉的角度。CVVT執行器有發動機機油壓力調整控制。發動機機油壓力由機油控制器（OCV）控制，OCV中有個電磁閥由ECM控制。如果實際CVVT轉動的角度和目標轉動的角度相差超過3度，ECM便會控制CVVT進入失效保護狀態，禁止CVVT執行器轉動。在診斷儀中，CVVT的狀態顯示為“OFF”，其他的數據則按實際發生的數據顯示，可見故障就是由CVVT系統引起的。因為OCV安裝在缸蓋的后部靠外側，只有一個螺絲固定，便于拆卸安裝。拆卸下OCV后便發現閥芯竟然卡在最頂端的位置，壓縮著回位彈簧，這是最大提前狀態，而在沒有油壓的時候閥芯應該在回位彈簧的作用下回到初始的位置，可見明顯的不對。在怠速狀態下，為了穩定發動機的燃燒，OCV控制的機油流向執行器延時，CVVT處于延時狀態，而實際閥芯卡在了頂端的位置， 頂端的位置是處于提前狀態的油壓位置。使用小平口螺絲刀輕輕的拔幾下閥芯，在回位彈簧的作用下，閥芯回到原始沒有油壓的位置。接著用清洗劑清洗OCV，反復拔動閥芯看是否再次發卡，確認閥芯在OCV里活動自如后，再用氣槍吹干，安裝上去，清除故障碼，啟動車輛，故障燈熄滅，怠速狀態下發動機運轉平穩，路試車輛加速有力，故障解決。

參考文獻

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