項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)(VVT-I 或VTEC)的檢測(cè)與維修

1、項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1. 敘述智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)的分類、結(jié)構(gòu)敘述智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)的分類、結(jié)構(gòu)2. 掌握智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)工作原理等掌握智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)工作原理等 項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修一：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu) 可可變配可變配氣技術(shù)，從大類上分，包括可變氣門正時(shí)和可變氣門升程兩 可變配氣技術(shù)，從大類上分，包括可變氣門正時(shí)和可變氣門升程兩大類 項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修在普通的發(fā)動(dòng)機(jī)上，進(jìn)氣門和排氣門的開閉時(shí)間是固定不變的，這種固定

2、不變的正時(shí)很難兼顧到發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速的工作需求。采用可變氣門正時(shí)（variable valve timing ,VVT）技術(shù)，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)在低、中轉(zhuǎn)速下的扭矩輸出，大大增強(qiáng)駕駛的操縱靈活性，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也能夠設(shè)計(jì)得更高。例如，日產(chǎn)的2升VVL發(fā)動(dòng)機(jī)比沒有配備VVT的相同結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，可以提供超過25的動(dòng)力輸出。又例如菲亞特1.8L VVT發(fā)動(dòng)機(jī)，能在2000rpm6000rpm之間輸出90的扭力為什么要進(jìn)行可變氣門正時(shí)？ 項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修 簡(jiǎn)單的可變配氣相位VVT只有兩段或三段固定的相位角可供選擇，通常是0或30中的一個(gè)更高性能的可變配氣相位V

3、VT系統(tǒng)能夠連續(xù)可變相位角，根據(jù)轉(zhuǎn)速的不同，在0度30之間線性調(diào)控配氣相位角顯而易見，連續(xù)可變氣門正時(shí)系統(tǒng)更適合匹配各種轉(zhuǎn)速，因而能有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出性能，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出平順性項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修 有一些設(shè)計(jì)，像奔馳的雙可變氣門正時(shí)系統(tǒng)（見圖6-1），它能同時(shí)改變進(jìn)氣凸輪軸和排氣凸輪軸的相位角，從而獲得與轉(zhuǎn)速更匹配的氣門疊加角，因此其擁有效率更高的配氣效率項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修 ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷等傳感器信號(hào)來控制凸輪軸調(diào)整機(jī)構(gòu)的機(jī)油壓力，從而改變進(jìn)、排氣門的開啟和關(guān)閉時(shí)刻，這樣的系統(tǒng)也

4、稱為智能可變氣門正時(shí)（variable valve timing-intelligent,VVT-i），如圖6-1、6-2所示。 項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修1.凸輪軸凸輪軸/曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器VVT-i系統(tǒng)利用曲軸位置傳感器和VVT傳感器（凸輪軸位置傳感器）來感知凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)變化量，來獲知凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)量。2.VVT-i控制器控制器VVT-i控制器有葉片式和螺旋齒輪式兩種類型。葉片式葉片式VVT-i控制器控制器葉片式VVT-i控制器由定時(shí)鏈條驅(qū)動(dòng)的外殼、固定在凸輪軸上葉片組成，見圖6-3。 項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或V

5、TEC）的檢測(cè)與維修螺旋齒輪式螺旋齒輪式VVT-i控制器控制器螺旋齒輪式VVT-i控制器由螺旋齒輪、直齒輪（內(nèi)齒為螺旋齒輪）、活塞、回位彈簧、齒轂（外殼）組成，螺旋齒輪與凸輪軸固連，如圖6-4所示當(dāng)機(jī)油壓力作用在活塞上，克服彈簧力推動(dòng)直齒輪軸向運(yùn)動(dòng)，與之內(nèi)捏合的螺旋齒輪則會(huì)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，改變了凸輪軸的位置。項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修鏈?zhǔn)芥準(zhǔn)絍VT-i控制器控制器鏈?zhǔn)絍VT-i控制器是在進(jìn)、排氣凸輪軸之間安裝的一個(gè)鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，見圖6-5。排氣凸輪軸由曲軸通過皮帶直接驅(qū)動(dòng)，進(jìn)氣凸輪軸通過鏈輪和鏈條由排氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)。機(jī)油壓力作用在活塞上推

6、動(dòng)鏈條張緊器上下的移動(dòng)時(shí)，改變進(jìn)氣凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。這種調(diào)整結(jié)構(gòu)只改變進(jìn)氣凸輪軸的正時(shí)，上海帕薩特B5和一汽奧迪A6汽車的VVT-i系統(tǒng)即采用該種類型的結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修3.凸輪軸正時(shí)機(jī)油控制閥凸輪軸正時(shí)機(jī)油控制閥凸輪軸正時(shí)機(jī)油控制閥是由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU進(jìn)行占空比控制的，用于控制滑閥位置和分配VVT-i控制器流到提前側(cè)或延遲側(cè)的油壓。發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，進(jìn)氣門正時(shí)是處于最大延遲角度位置。凸輪軸正時(shí)機(jī)油控制閥的結(jié)構(gòu)見圖6-6所示。 智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修以豐田進(jìn)氣門智能可變氣門正時(shí)系統(tǒng)（VVT-i）為例，說明智能可

7、變氣門正時(shí)系統(tǒng)的控制原理見下，智能可變氣門正時(shí)系統(tǒng)的工作過程見表1-1。項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修表表1-1 豐田進(jìn)氣門智能可變氣門正時(shí)系統(tǒng)的工作過程豐田進(jìn)氣門智能可變氣門正時(shí)系統(tǒng)的工作過程圖示工作過程凸輪軸正時(shí)機(jī)油控制閥的占空比工作過程說明正時(shí)提前當(dāng)由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)送給凸輪軸正時(shí)機(jī)油控制閥的占空比變大（ 50%）， 油壓作用于氣門正時(shí)提前側(cè)的葉片室，使進(jìn)氣凸輪軸向氣門正時(shí)的提前方向旋轉(zhuǎn)。正時(shí)推遲當(dāng)由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)送給凸輪軸正時(shí)機(jī)油控制閥的占空比變大（ 50%）， 油壓作用于氣門正時(shí)延遲側(cè)的葉片室，使進(jìn)氣凸輪軸向氣門正時(shí)的推遲方向旋轉(zhuǎn)。正時(shí)保持發(fā)動(dòng)機(jī)E

8、CU根據(jù)各傳感器的信息進(jìn)行處理，并計(jì)算出氣門正時(shí)角度，當(dāng)達(dá)到目標(biāo)氣門正時(shí)以后，凸輪軸正時(shí)機(jī)油控制閥通過關(guān)閉油道來保持油壓。 項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修 發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門升程是受凸輪軸轉(zhuǎn)角長(zhǎng)度控制的，在普通的發(fā)動(dòng)機(jī)上，凸輪軸的轉(zhuǎn)角長(zhǎng)度固定，氣門升程也是固定不變的。在高轉(zhuǎn)速時(shí)，采用長(zhǎng)升程來提高進(jìn)氣效率，讓發(fā)動(dòng)機(jī)的呼吸更順暢，在低速時(shí)，采用短升程，能產(chǎn)生更大的進(jìn)氣負(fù)壓及更多的渦流，讓空氣和燃油充分混合，因而提高低轉(zhuǎn)速時(shí)的扭力輸出。 項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修VVTL-i系統(tǒng)的組成與VVT-i相似，控制系統(tǒng)也包括曲軸/凸輪

9、軸位置、節(jié)氣門位置、冷卻液溫度傳感器和空氣流量計(jì)（見圖6-11），而驅(qū)動(dòng)部件則包括機(jī)油控制閥（OCV），特殊的凸輪軸和搖臂組件（如圖6-9、6-10和6-11所示）等。VVTL-i系統(tǒng)的控制原理見圖6-12所示。VVTL-i系統(tǒng)的工作過程見表6-2所示。項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修機(jī)油壓力控制閥中的伺服閥是由ECU進(jìn)行占空比控制的。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)油壓力控制閥開啟，機(jī)油直接通往在凸輪轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)上，使高速凸輪起作用。項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低-中速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由低-中速凸輪推動(dòng)搖臂滾柱，使兩個(gè)氣門動(dòng)作，此

10、時(shí)高速凸輪也會(huì)推動(dòng)搖臂襯墊，但由于搖臂襯墊處于自由狀態(tài)，不會(huì)影響搖臂和兩個(gè)氣門動(dòng)作。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低、中轉(zhuǎn)速時(shí)，ECU讀取各傳感器信號(hào)，控制機(jī)油壓力控制閥關(guān)閉，回油側(cè)開啟，機(jī)油回流。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)油壓力推動(dòng)搖臂銷，搖臂銷插栓在搖臂襯墊下，使搖臂襯墊鎖住。此時(shí)由高速凸輪驅(qū)動(dòng)兩個(gè)氣門，氣門的升程和開啟持續(xù)時(shí)間得以延長(zhǎng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)油壓力控制閥開啟，機(jī)油直接通往在凸輪轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)上，使高速凸輪起作用。 三、可變配氣相位控制系統(tǒng)（三、可變配氣相位控制系統(tǒng)（VTEC）要求配氣相位隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，適當(dāng)?shù)母淖冞M(jìn)、要求配氣相位隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，適當(dāng)?shù)母淖冞M(jìn)、排氣門的提前或推遲開啟角和遲

11、后關(guān)閉角。排氣門的提前或推遲開啟角和遲后關(guān)閉角。 1.對(duì)配氣相位的要求對(duì)配氣相位的要求項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修2. VTEC機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成 如左圖，同一缸有主進(jìn)如左圖，同一缸有主進(jìn)氣門和次進(jìn)氣門，主搖臂氣門和次進(jìn)氣門，主搖臂驅(qū)動(dòng)主進(jìn)氣門，次搖臂驅(qū)驅(qū)動(dòng)主進(jìn)氣門，次搖臂驅(qū)動(dòng)次進(jìn)氣門，中間搖臂在動(dòng)次進(jìn)氣門，中間搖臂在主次之間，不與任何氣門主次之間，不與任何氣門直接接觸。直接接觸。1、正時(shí)板、正時(shí)板 2、中間搖臂、中間搖臂3、次搖臂、次搖臂 4、同步活塞、同步活塞B5、同步活塞、同步活

12、塞A 6、正時(shí)活塞、正時(shí)活塞7、進(jìn)氣門、進(jìn)氣門 8、主搖臂、主搖臂 9、凸輪軸、凸輪軸 1、同步活塞、同步活塞B2、同步活塞、同步活塞A 3、彈簧、彈簧 4、正時(shí)活塞、正時(shí)活塞 5、主搖臂、主搖臂 6、中間搖臂、中間搖臂 7、次搖臂、次搖臂進(jìn)氣搖臂總成如圖進(jìn)氣搖臂總成如圖 與不同配氣機(jī)構(gòu)相比與不同配氣機(jī)構(gòu)相比較，主要區(qū)別是：凸輪較，主要區(qū)別是：凸輪軸上的凸輪較多，且升軸上的凸輪較多，且升程不等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。程不等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修3. VTEC機(jī)構(gòu)的工作原理機(jī)構(gòu)的工

13、作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電磁閥不通電使油道關(guān)閉，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電磁閥不通電使油道關(guān)閉，此時(shí)， 主凸輪通主凸輪通過搖臂驅(qū)動(dòng)主進(jìn)氣門，中間凸輪驅(qū)動(dòng)中間搖臂空擺；過搖臂驅(qū)動(dòng)主進(jìn)氣門，中間凸輪驅(qū)動(dòng)中間搖臂空擺； 次凸輪次凸輪 微量關(guān)微量關(guān)閉。配氣機(jī)構(gòu)處于單進(jìn)、雙排氣門工作狀態(tài)，單進(jìn)氣門由主凸輪軸驅(qū)動(dòng)。閉。配氣機(jī)構(gòu)處于單進(jìn)、雙排氣門工作狀態(tài)，單進(jìn)氣門由主凸輪軸驅(qū)動(dòng)。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)， 兩個(gè)活塞分別將主搖臂和次搖臂與中間搖臂接兩個(gè)活塞分別將主搖臂和次搖臂與中間搖臂接成一體。此時(shí)，中間凸輪升程最大，組合搖臂受中間凸輪驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)進(jìn)成一體。此時(shí)，中間凸輪升程最大，組合搖臂受中間凸

14、輪驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)進(jìn)氣門同步工作。氣門同步工作。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到設(shè)定值，電腦切斷電磁閥電流，正時(shí)活塞一側(cè)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到設(shè)定值，電腦切斷電磁閥電流，正時(shí)活塞一側(cè)油壓下降，各搖臂油缸孔內(nèi)的活塞在回位彈簧作用下，三個(gè)搖臂彼此分油壓下降，各搖臂油缸孔內(nèi)的活塞在回位彈簧作用下，三個(gè)搖臂彼此分離而獨(dú)立工作。離而獨(dú)立工作。 項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修VTEC機(jī)構(gòu)高、低速工作狀態(tài)機(jī)構(gòu)高、低速工作狀態(tài) VTEC機(jī)構(gòu)低速工作狀態(tài)機(jī)構(gòu)低速工作狀態(tài) VTEC機(jī)構(gòu)高速工作狀態(tài)機(jī)構(gòu)高速工作狀態(tài)1主凸輪主凸輪 2次凸輪次凸輪 3次搖臂次搖臂 4阻擋活塞阻擋活塞 1中間凸輪中間凸輪

15、 2中間搖臂中間搖臂5同步活塞同步活塞A6正時(shí)活塞正時(shí)活塞7主搖臂主搖臂8同步活塞同步活塞B 項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修4. VTEC系統(tǒng)電路系統(tǒng)電路v發(fā)動(dòng)機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)控制ECU根據(jù)發(fā)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、冷卻液動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、冷卻液溫度和車速信號(hào)控制溫度和車速信號(hào)控制VTEC電磁閥。電磁閥通電磁閥。電磁閥通電后，通過壓力開關(guān)給電電后，通過壓力開關(guān)給電腦提供一個(gè)反饋信號(hào)，以腦提供一個(gè)反饋信號(hào)，以便監(jiān)控系統(tǒng)工作。便監(jiān)控系統(tǒng)工作。 拆下拆下VTEC電磁閥總成后，檢查電磁閥濾清器，若電磁閥總成后，檢查電磁閥濾清器，若濾清器有堵塞現(xiàn)象，應(yīng)更換濾清器和發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑

16、油。濾清器有堵塞現(xiàn)象，應(yīng)更換濾清器和發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油。電磁閥密封墊，一經(jīng)拆下，必須更換新件。拆開電磁閥密封墊，一經(jīng)拆下，必須更換新件。拆開VTEC電磁閥，用手指檢查閥的運(yùn)動(dòng)是否自如，若有發(fā)卡現(xiàn)電磁閥，用手指檢查閥的運(yùn)動(dòng)是否自如，若有發(fā)卡現(xiàn)象，應(yīng)更換電磁閥。象，應(yīng)更換電磁閥。 5. VTEC系統(tǒng)的檢修系統(tǒng)的檢修項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修 四、可變進(jìn)氣系統(tǒng)四、可變進(jìn)氣系統(tǒng)可變進(jìn)氣系統(tǒng)有兩種類型：動(dòng)力閥控制系統(tǒng)和進(jìn)氣諧振系統(tǒng)（ACIS）控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的空氣流通截面的大小，以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷時(shí)的進(jìn)氣量需求，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性功能項(xiàng)目14：智能可變氣門

17、控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修控制進(jìn)氣道空氣流通截面積大小的動(dòng)力閥安裝在進(jìn)氣管上，動(dòng)力閥的開閉由真空控制閥控制動(dòng)作，ECU根據(jù)各傳感器信號(hào)通過真空電磁閥（VSV）控制真空罐和真空控制閥的真空通道當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣量較多，ECU接通真空電磁閥搭鐵回路，真空罐中的真空不能進(jìn)入真空控制閥，控制動(dòng)力閥開啟，進(jìn)氣通道面積變大。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣量較少，ECU斷開真空電磁閥，真空罐中的真空進(jìn)入真空控制閥，動(dòng)力閥處于關(guān)閉位置，進(jìn)氣通道面積變小。項(xiàng)目14：智能可變氣門控制機(jī)構(gòu)（VVT-I 或VTEC）的檢測(cè)與維修 進(jìn)氣諧振控制系統(tǒng)（ACIS）通過分階段改變進(jìn)氣歧管的長(zhǎng)度，使發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都能提高扭矩輸出，尤其是在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。對(duì)進(jìn)氣空氣控制閥進(jìn)行優(yōu)化控制以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣歧管