東風悅達起亞賽拉圖發動機怠速發抖故障診斷與排除

袁洪

摘 要：本文主要介紹一臺起亞賽拉圖α-Ⅱ發動機，由于CVVT系統工作不正常導致發動機怠速不穩的故障。結合該車控制系統的原理與特點，對這一故障進行比較深入的分析和討論，并加以排除。起亞賽拉圖轎車α-Ⅱ發動機攜帶的CVVT系統是一種能連續控制發動機進氣門開啟時間早晚的自動控制系統。安裝在排氣凸輪軸上CVVT（持續可變氣門正時）控制進氣氣門的打開和關閉。這項技術強調根據發動機的工作狀況連續變化，實時控制氣門重疊角的大小，從而改變氣缸進氣量。從而實現提升功率，降低油耗，減少排放的目的。

關鍵詞：CVVT 可變氣門正時 重疊角 怠速不穩

中圖分類號：U472 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（c）-0082-02

1 故障現象

有一輛2008年產起亞賽拉圖轎車，行駛里程為1500km左右，使用的是帶CVVT系統的α-Ⅱ發動機。客戶進廠反映發動機怠速抖動嚴重。接到故障車后，首先對故障現象進行確認，發現發動機在怠速下無規則的嚴重抖動。同時也聽到PCV閥往復動作的敲擊聲，發動機故障燈不亮。試著對發動機進行加速，發現發動機在逐漸加速時，發動機的抖動也開始好轉，加速到中高速時工作狀況就正常了，無抖動情況發生。

2 CVVT系統的構成及工作原理

2.1 CVVT系統總體構成

CVVT控制總成、機油流量控制電磁閥總成、OCV濾清器、ECU、鏈條自動張緊器。

2.2 CVVT的工作過程

（1）發動機工作時，機油泵產生一定壓力的機油，通過機油濾清器過濾后被送往發動機機油主通道。

（2）從缸體傳來的機油通過OCV濾清器進行細濾后，被送往OCV電磁閥。

（3）ECU根據車輛的狀況，控制OCV電磁閥的電流。改變油壓和油路通道，將壓力油經排氣凸輪軸輸送給CVVT總成。

（4）如果向提前工作室提供機油，先開鎖止動銷后再將外殼移動到提前位置。

（5）進氣凸輪軸正時提前。

（6）發動機OFF狀態。機油會從提前工作室排出，外殼返回延遲位置并用銷固定以便鎖定定位。

備注：用止動銷把轉子葉片固定在外殼上的最大延遲位置上。

2.3 CVVT系統各構成部件及功用

2.3.1 CVVT控制總成

安裝位置：排氣凸輪軸末端 CVVT類型：葉片型工作范圍：（40±2）°曲柄角。

工作條件：（1）油溫范圍：-40℃～+130℃；（2）油壓范圍：0～10.2kg/cm；（3）發動機速度范圍：650～6000rpm。

2.3.2 機油流量控制電磁閥總成

（1）電壓：12V；（2）線圈電阻：（7±0.5）Ω（20℃時）；（3）控制電流：100～1000mA。

流量控制閥由發動機電腦利用占空比方式進行控制，由流量控制閥控制機油進入控制總成的提前腔或是延遲的腔的方向和流量。

2.3.3 OCV濾清器

（1）更換OCV濾清器時，確保清潔。防止OCV被異物鎖止。

（2）重新裝配OCV濾清器時，更換新品墊圈。用空氣噴槍除去異物并用乙醚清潔。

（3）分解OCV濾清器并檢查OCV濾清器是否被異物堵塞。如有必要時可更換或用空氣噴槍清潔。

2.3.4 自動張緊輪

自動張緊輪安裝在凸輪軸鏈條之間，它防止凸輪軸鏈條移動。在CVVT內，進氣門正時變化（最大40CA）。如果進氣門正時錯誤，會嚴重損壞氣門和活塞。

設置自動張緊輪：在把自動張緊輪安裝到氣缸蓋上之前設置自動張緊輪。

（1）壓縮自動張緊輪，使其收縮；（2）插入止動銷；（3）把張緊輪裝配到氣缸蓋上。

2.3.5 ECU

發動機控制單元主要根據發動機的工作狀況（如轉速、負荷等）對流量控制電磁閥進行適當占空比控制，以控制發動機各種工況下最佳的氣門重疊角。

2.4 CVVT系統的工作原理

發動機電腦根據發動機的工作狀況，利用占空比控制方式對流量控制閥的開度進行調節，使一定量的機油進入提前腔或是延遲腔，使控制總成中的轉子相對于殼體向前或向后轉動一定的角度，以此來優化進氣門的開啟時間。

CVVT的工作原理如下。

當發動機低速小負荷運轉時（怠速狀態），這時應延遲進氣門打開時間，減小氣門重疊角，以穩定燃燒狀態。當發動機低速大負荷運轉時（起步、加速、爬坡），應使進氣門打開時間提前，增大氣門重疊角，以獲得更大的扭矩。當發動機高速大負荷運轉時（高速行駛），也應延遲進氣門打開時間，減小氣門重疊角，從而提高發動機工作效率。當發動機處于中等工況時（中速勻速行駛），CVVT也會相對提前進氣門打開時間，增大氣門重疊角，此時的目的是減少燃油消耗，同時利用發動機內部EGR效應減少尾氣中NOX的排放。

3 故障分析、排除過程

引起發動機怠速抖動的的原因，不外乎就是氣缸內可燃混合氣不均勻或燃燒不均勻導致各個氣缸工作時所產生的對活塞的壓力不一樣，而造成每個氣缸的單缸轉速降相差較大導致發動機怠速時抖動。容易出現的故障部件為：高壓部分（火花塞、高壓線、點火線圈及電源）、油路部分（噴油嘴堵塞、噴油不均勻、ECU控制部分故障等）機械部分（各氣缸壓力不均勻、氣門漏氣、積碳過多、發動機正時系統出現錯亂等）。首先擬定維修思路，決定進行先外后里、先易后難，先簡后繁的辦法進行維修。

步驟1：因此型號發動機為直接點火，無高壓線型式，先檢查火花塞顏色呈黃色，表明燃燒良好。接著對點火一次波形進行測量，電源、接地、閉合時間、峰值、燃燒線放電時間和震蕩都非常好，且4個高壓線圈一致，表明高壓部分正常。

步驟2：利用專用檢測儀對發動機控制單元進行自診斷發現，有一故障碼為：P0016 CKP-CMP之間的關系。接著對數據流進行查看，發現CVVT系統已進入跛行狀態。且ECU關閉了對CVVT系統的控制。通過對故障碼的進行解析，為 ECU判定曲軸位置和凸輪軸位置的關系有問題。也就說明發動機正時系統出現故障。為了證實ECU故障碼的真實性，對CKP和CMP的同時波形進行了檢查，與正常發動機同時波形對比發現CMP明顯提前，接著對正時皮帶和進排氣凸輪軸鏈條位置進行檢查無故障，故障原因可以判斷為CVVT系統調節不當，致使CKP與CMP位置出現偏差。那CVVT控制系統為什么會發生異常控制，我們必須對CVVT的控制方法和原理進行分析，才能對此故障的具體部位進行維修處理。

步驟3：此故障車根據CVVT系統的工作原理，可以推斷出主要原因可能是控制總成內的轉子的轉動角度出現了故障，根據其工作原理，CVVT系統在怠速下控制為最遲狀態，且流量控制閥的占空比也在最小，所以可以不連接流量控制閥的插頭后觀察CKP和CMP的同時波形，仍然在提前狀態，通過這個操作，可以排除ECU控制錯誤的可能性。同進利用上面的CVVT工作原理也可以排除機油壓力方面的問題。至此故障原因明確，對流量控制閥進行清洗裝車，故障排除。

4 結語

針對鋁屑的來源，分析可能是缸蓋加工過程中遺留，為防止機油油路內仍有殘留鋁屑，更換了發動機機油、機油濾清器。同時對機油油道和CVVT系統過濾器等進行了清洗。

通過對CVVT系統的工作原理進行分析，找出了此故障的真正原因，也明白了在故障現象中為什么發動機抖動時PCV閥會異常動作，同時通過此故障的排除，對CVVT的工作原理和特性有了深刻的認識。對排除發動機抖動故障的思路也將更加清晰。

參考文獻

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