袁洪

摘 要：本文主要介绍一台起亚赛拉图α-Ⅱ发动机，由于CVVT系统工作不正常导致发动机怠速不稳的故障。结合该车控制系统的原理与特点，对这一故障进行比较深入的分析和讨论，并加以排除。起亚赛拉图轿车α-Ⅱ发动机携带的CVVT系统是一种能连续控制发动机进气门开启时间早晚的自动控制系统。安装在排气凸轮轴上CVVT（持续可变气门正时）控制进气气门的打开和关闭。这项技术强调根据发动机的工作状况连续变化，实时控制气门重叠角的大小，从而改变气缸进气量。从而实现提升功率，降低油耗，减少排放的目的。

关键词：CVVT 可变气门正时 重叠角 怠速不稳

中图分类号：U472 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）08（c）-0082-02

1 故障現象

有一辆2008年产起亚赛拉图轿车，行驶里程为1500km左右，使用的是带CVVT系统的α-Ⅱ发动机。客户进厂反映发动机怠速抖动严重。接到故障车后，首先对故障现象进行确认，发现发动机在怠速下无规则的严重抖动。同时也听到PCV阀往复动作的敲击声，发动机故障灯不亮。试着对发动机进行加速，发现发动机在逐渐加速时，发动机的抖动也开始好转，加速到中高速时工作状况就正常了，无抖动情况发生。

2 CVVT系统的构成及工作原理

2.1 CVVT系统总体构成

CVVT控制总成、机油流量控制电磁阀总成、OCV滤清器、ECU、链条自动张紧器。

2.2 CVVT的工作过程

（1）发动机工作时，机油泵产生一定压力的机油，通过机油滤清器过滤后被送往发动机机油主通道。

（2）从缸体传来的机油通过OCV滤清器进行细滤后，被送往OCV电磁阀。

（3）ECU根据车辆的状况，控制OCV电磁阀的电流。改变油压和油路通道，将压力油经排气凸轮轴输送给CVVT总成。

（4）如果向提前工作室提供机油，先开锁止动销后再将外壳移动到提前位置。

（5）进气凸轮轴正时提前。

（6）发动机OFF状态。机油会从提前工作室排出，外壳返回延迟位置并用销固定以便锁定定位。

备注：用止动销把转子叶片固定在外壳上的最大延迟位置上。

2.3 CVVT系统各构成部件及功用

2.3.1 CVVT控制总成

安装位置：排气凸轮轴末端 CVVT类型：叶片型工作范围：（40±2）°曲柄角。

工作条件：（1）油温范围：-40℃～+130℃；（2）油压范围：0～10.2kg/cm；（3）发动机速度范围：650～6000rpm。

2.3.2 机油流量控制电磁阀总成

（1）电压：12V；（2）线圈电阻：（7±0.5）Ω（20℃时）；（3）控制电流：100～1000mA。

流量控制阀由发动机电脑利用占空比方式进行控制，由流量控制阀控制机油进入控制总成的提前腔或是延迟的腔的方向和流量。

2.3.3 OCV滤清器

（1）更换OCV滤清器时，确保清洁。防止OCV被异物锁止。

（2）重新装配OCV滤清器时，更换新品垫圈。用空气喷枪除去异物并用乙醚清洁。

（3）分解OCV滤清器并检查OCV滤清器是否被异物堵塞。如有必要时可更换或用空气喷枪清洁。

2.3.4 自动张紧轮

自动张紧轮安装在凸轮轴链条之间，它防止凸轮轴链条移动。在CVVT内，进气门正时变化（最大40CA）。如果进气门正时错误，会严重损坏气门和活塞。

设置自动张紧轮：在把自动张紧轮安装到气缸盖上之前设置自动张紧轮。

（1）压缩自动张紧轮，使其收缩；（2）插入止动销；（3）把张紧轮装配到气缸盖上。

2.3.5 ECU

发动机控制单元主要根据发动机的工作状况（如转速、负荷等）对流量控制电磁阀进行适当占空比控制，以控制发动机各种工况下最佳的气门重叠角。

2.4 CVVT系统的工作原理

发动机电脑根据发动机的工作状况，利用占空比控制方式对流量控制阀的开度进行调节，使一定量的机油进入提前腔或是延迟腔，使控制总成中的转子相对于壳体向前或向后转动一定的角度，以此来优化进气门的开启时间。

CVVT的工作原理如下。

当发动机低速小负荷运转时（怠速状态），这时应延迟进气门打开时间，减小气门重叠角，以稳定燃烧状态。当发动机低速大负荷运转时（起步、加速、爬坡），应使进气门打开时间提前，增大气门重叠角，以获得更大的扭矩。当发动机高速大负荷运转时（高速行驶），也应延迟进气门打开时间，减小气门重叠角，从而提高发动机工作效率。当发动机处于中等工况时（中速匀速行驶），CVVT也会相对提前进气门打开时间，增大气门重叠角，此时的目的是减少燃油消耗，同时利用发动机内部EGR效应减少尾气中NOX的排放。

3 故障分析、排除过程

引起发动机怠速抖动的的原因，不外乎就是气缸内可燃混合气不均匀或燃烧不均匀导致各个气缸工作时所产生的对活塞的压力不一样，而造成每个气缸的单缸转速降相差较大导致发动机怠速时抖动。容易出现的故障部件为：高压部分（火花塞、高压线、点火线圈及电源）、油路部分（喷油嘴堵塞、喷油不均匀、ECU控制部分故障等）机械部分（各气缸压力不均匀、气门漏气、积碳过多、发动机正时系统出现错乱等）。首先拟定维修思路，决定进行先外后里、先易后难，先简后繁的办法进行维修。

步骤1：因此型号发动机为直接点火，无高压线型式，先检查火花塞颜色呈黄色，表明燃烧良好。接着对点火一次波形进行测量，电源、接地、闭合时间、峰值、燃烧线放电时间和震荡都非常好，且4个高压线圈一致，表明高压部分正常。

步骤2：利用专用检测仪对发动机控制单元进行自诊断发现，有一故障码为：P0016 CKP-CMP之间的关系。接着对数据流进行查看，发现CVVT系统已进入跛行状态。且ECU关闭了对CVVT系统的控制。通过对故障码的进行解析，为 ECU判定曲轴位置和凸轮轴位置的关系有问题。也就说明发动机正时系统出现故障。为了证实ECU故障码的真实性，对CKP和CMP的同时波形进行了检查，与正常发动机同时波形对比发现CMP明显提前，接着对正时皮带和进排气凸轮轴链条位置进行检查无故障，故障原因可以判断为CVVT系统调节不当，致使CKP与CMP位置出现偏差。那CVVT控制系统为什么会发生异常控制，我们必须对CVVT的控制方法和原理进行分析，才能对此故障的具体部位进行维修处理。

步骤3：此故障车根据CVVT系统的工作原理，可以推断出主要原因可能是控制总成内的转子的转动角度出现了故障，根据其工作原理，CVVT系统在怠速下控制为最迟状态，且流量控制阀的占空比也在最小，所以可以不连接流量控制阀的插头后观察CKP和CMP的同时波形，仍然在提前状态，通过这个操作，可以排除ECU控制错误的可能性。同进利用上面的CVVT工作原理也可以排除机油压力方面的问题。至此故障原因明确，对流量控制阀进行清洗装车，故障排除。

4 结语

针对铝屑的来源，分析可能是缸盖加工过程中遗留，为防止机油油路内仍有残留铝屑，更换了发动机机油、机油滤清器。同时对机油油道和CVVT系统过滤器等进行了清洗。

通过对CVVT系统的工作原理进行分析，找出了此故障的真正原因，也明白了在故障现象中为什么发动机抖动时PCV阀会异常动作，同时通过此故障的排除，对CVVT的工作原理和特性有了深刻的认识。对排除发动机抖动故障的思路也将更加清晰。

参考文献

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