汽油机进气控制系统的检修课件

汽油机进气控制系统的检修

一、相关知识(一)可变气门正时控制系统汽油发动机要达到良好的动力性、燃油经济性和排放性能，汽油与空气的混合气的控制要达到准确，以满足各种工况对混合气的要求。但是，一般在没有采取可变气门正时的发动机上，其配气相位和气门升程均是固定不变的，这就使发动机的进气量相对是固定的，因此，发动机的性能潜力不能得到良好地发挥。随着汽油发动机的高速化和汽车排放要求的日趋严格，传统发动机的配气机构和气门升程已不能满足发展的需要，因此可变气门正时技术得到迅速发展。1．帕萨特轿车可变气门正时控制系统帕萨特B5轿车选用2.8LV6发动机，该发动机采用了可变气门正时控制系统。从俯视观察，其传动方式以及进排气凸轮轴分布如图3-1所示图3-1发动机可变气门正时系统的传动方式以及进、排气凸轮轴分布1) 可变气门正时控制系统的工作原理图3-2(a)所示为发动机在高速状态下，为了充分利用气体进入气缸的流动惯性，提高最大功率，进气门迟闭角增大后的位置(轿车发动机通常工作在高速状态下，所以这一位置为一般工作位置)图3-2可变正时控制系统的工作原理(a)高速状态；(b)低速状态1—正时调节器；2—排气凸轮轴；3—进气凸轮轴2) 可变气门正时控制系统的工作状态从图3-1和图3-2中不难看出，该发动机左侧和右侧的可变气门正时调节器操作方向始终要求相反。图3-3两种工作方式3) 可变气门正时控制系统的结构帕萨特B5轿车2.8LV6发动机的可变气门正时系统由MotronicM3.8.2发动机控制单元进行控制。可变气门正时控制系统的结构如图3-4所示。图3-4可变气门正时控制系统的结构图3-5电磁阀与调节器的结构图1—可变气门正时电磁阀；2—液压缸；3—排气凸轮轴；4—进气凸轮轴；5—可变气门正时调节器

2．丰田轿车可变气门正时控制系统丰田可变气门正时控制系统是智能正时可变气门(variablevalvetiming-intelligent，VVT-i)控制系统。1) VVT-i控制系统的结构组成2) VVT-i控制系统的控制器3) VVT-i控制系统的凸轮轴正时机油控制阀4) VVT-i控制系统控制过程发动机ECU根据发动机转速、进气量、节气门位置和冷却液温度计算出一个最优气门正时，向凸轮轴正时机油控制阀发出控制指令。图3-6VVT-i控制系统的结构组成图3-7VVT-i控制器图3-8凸轮轴正时机油控制阀图3-9VVT-i控制系统的控制原理

(二)可变气门配气相位和气门升程控制系统1．可变配气相位和气门升程概述1) 可变配气相位普通的发动机是根据试验得到最佳配气相位，配气相位取决于凸轮的形线(轮廓)2) 可变气门升程气门升程是指气门的开度，表示气门开启时的间隙有多大。2．可变配气相位及气门升程电子控制系统的工作原理VTEC发动机能随发动机转速、负荷、冷却液温度等参数的变化，适当地调整配气相位和气门升程，即改变进气量和排气量，从而达到增大功率、降低油耗及减少污染的目的。

1) VTEC系统的组成VTEC发动机的组成如图3-10所示。与普通发动机相比，VTEC发动机同样是每缸4个气门(2进2排)，由凸轮轴通过摇臂驱动；不同的是凸轮和摇臂的数目及其控制方法。VTEC发动机的每个气缸上的2个进气门分为主进气门和次进气门。图3-10本田VTEC系统的组成(1) 凸轮(1) 凸轮凸轮轴上3个升程不同的凸轮分别驱动主进气摇臂、中间进气摇臂和次进气摇臂，相应地这3个凸轮被称为主凸轮、中间凸轮和次凸轮，

2) 进气摇臂总成进气摇臂总成如图3-12所示，在3个摇臂靠近气门的一端设有液压缸孔，内部装有由液压控制的可以移动的小活塞，分别为正时活塞、同步活塞A、同步活塞B、阻挡活塞以及弹簧等。(3) 正时板正时板的作用：在回位弹簧的作用下，插入相应的槽中使正时活塞定位。由于进气门配气相位对发动机性能的影响比排气门大，所以VTEC发动机只对进气门的配气机构进行控制，而排气门的工作情况与普通发动机的配气机构相同。图3-11VTEC系统的3个凸轮

图3-12VTEC系统的进气摇臂总成

2) VTEC系统的工作原理本田雅阁的VTEC系统属于阶段式改变进气门配气相位及气门的升程，即其改变配气相位和气门的升程只是在某一转速下的跳板，而不是在一定转速范围内连续可变。(1) 低速工况时如图3-13所示，发动机低速运转时，VTEC控制电磁阀断电，机油油道断开，机油压力不能作用在正时活塞上，在位于次进气摇臂液压缸孔中的阻挡活塞和回位弹簧的作用下，摇臂液压缸孔中的3个活塞都位于初始位置上，即正时活塞和同步活塞A位于主进气摇臂的液压缸孔中；与中间进气摇臂等宽的同步活塞B位于中间进气摇臂的液压缸孔中，3个摇臂彼此分(2) 高速工况时当发动机到达某一个预先设定好的高转速(如3

000r/min)值时，并且发动机的负荷、冷却液温度以及车速信号也达到某一设定值后，发动机ECU就会发出使VTEC电磁阀通电的控制信号，机油油道打开，机油压力作用在正时活塞的左侧，如图3-15所示图3-13低速工况下VTEC系统的工作状态图3-14低速工况时的进气摇臂总成图3-15高速工况下VTEC系统的工作状态图3-16高速工况时的进气摇臂总成(3) VTEC系统的控制原理VTEC系统由发动机ECU控制，ECU接收发动机传感器(包括转速、负荷、车速、冷却液温度等)的参数后进行处理，并决定何时输出相应的控制信号，控制电磁阀的通电和断电，改变进气门的配气相位和气门升程。图3-17所示为VTEC控制系统的原理图。图3-17VTEC控制系统原理图(三)进气增压控制系统1．进气惯性增压电子控制进气惯性增压是利用进气的惯性效应提高充气效率，从而提高发动机的动力性和经济性。1．进气惯性增压电子控制进气惯性增压是利用进气的惯性效应提高充气效率，从而提高发动机的动力性和经济性。1) 可变进气管长度惯性增压系统电子控制图3-18所示为奥迪V6发动机可变进气系统的进气歧管的几何形状。在发动机的进气歧管内设置进气转换阀，它接受ECU的控制图3-18奥迪V6发动机的可变长度进气管图3-19丰田双进气管可变进气系统原理图(a)低转速时；(b)高转速时图3-20丰田发动机可变进气控制系统原理图(a)低转速时；(b)高转速时2) 可变波长惯性增压系统(acousticcontrolinductionsystem，ACIS)电子控制ACIS系统的工作原理如图3-21所示，系统控制原理如图3-22所示图3-21ACIS工作原理图图3-22ACIS控制原理图2．废气涡轮增压电子控制采用涡轮增压技术后，由于平均有效压力增加，发动机爆燃倾向增大，热负荷偏高。为了保证发动机在不同转速及工况下都得到最佳增压值，以防止发动机爆燃和限制热负荷，对涡轮增压系统的增压压力必须进行控制。图3-23带有涡轮增压的汽油机电子控制系统1—空气滤清器；2—空气流量计；3—增压涡轮；4—涡轮增压器；5—动力涡轮；6—膜片式放气控制阀；7—爆燃传感器；8—冷却液温度传感器；9—增压压力传感器；10—节气门位置传感器；11—冷却器；12—喷油器；13—点火线圈；14—火花塞；15—增压压力控制电磁阀；16—点火器；17—曲轴位置传感器二、项目实施(一)项目实施环境(1) 实训车辆或发动机实训台。(2) 常用手动工具、检测仪器、举升机。(二)项目实施步骤1．可变配气相位及气门升程电子控制系统的检测与维修1) 根据故障代码检修VTEC系统(2) 通过故障代码检修VTEC系统图3-24根据故障代码检修VTEC系统的连接图图3-25PCM插接器E的端子定义P2647故障代码的检修过程如下。① 检查发动机的机油液位是否正常，如果不正常，需要将其调至正常位置。② 将点火开关置于“OFF”。③ 断开VTEC油压开关的两端子插接器。④ 检查VTEC油压开关插接器2号(搭铁)端子是否搭铁。如果搭铁不良，则应检查VTEC油压开关与G101(搭铁点)之间的线路是否出现断路故障。⑤ 再检查PCM插接器的E23是否搭铁。如果搭铁不良，则应检查PCM的E23与VTEC油压开关之间的线路是否出现断路故障；否则说明PCM出现故障，应更换。P2648故障代码的检修过程如下。① 将点火开关置于“OFF”。② 断开VTEC电磁阀的1端子插接器。③ 测量VTEC电磁阀插接器的端子与车身搭铁之间的电阻值，如图3-26所示，标准电阻应为14～30。如果测量结果不在该范围内，则应更换VTEC电磁阀。④ 检查VTEC电磁阀与PCM之间的连接线路是否出现短路故障：断开PCM的插接器E，检查PCM插接器E22是否搭铁，如果搭铁，说明VTEC电磁阀与PCM之间出现短路故障；如果线路正常，则说明PCM出现故障，应更换。

图3-26测量VTEC电磁阀的电阻值P2649故障代码的检修过程如下。① 将点火开关置于“OFF”。② 断开VTEC电磁阀的1端子插接器。③ 测量VTEC电磁阀插接器的端子与车身搭铁之间的电阻值，标准电阻应为14～30；如果测量结果不在该范围内，则应更换VTEC电磁阀。④ 然后再检查VTEC电磁阀与PCM之间的连接线路是否出现断路故障TEC系统元件的检修VTEC电磁阀的检修过程如下。(1) 断开VTEC电磁阀的插接器。(2) 测量VTEC电磁阀的电阻值。如果电阻值不符合规定值，则更换VTEC电磁阀；如果电阻值正常，则检查VTEC电磁阀的滤清器是否堵塞。(3) 从机油泵上拆下VTEC电磁阀/机油滤清器总成，如图3-27所示，然后检查VTEC电磁阀的滤清器是否堵塞。如果出现堵塞现象，则应更换VTEC电磁阀滤清器、发动机机油滤清器以及发动机机油；如果滤清器没有堵塞，则再检查VTEC电磁阀的阀芯工作是否正常。(4) 拆开VTEC电磁阀，如图3-28所示，用手指推阀芯，如果阀芯运动自如，则说明VTEC电磁阀正常；如果出现粘滞或发卡的现象，则应更换VTEC电磁阀总成图3-27拆除VTEC电磁阀/机油滤清器总成图3-28检查VTEC电磁阀阀进气摇臂结合状态的检测过程如下。在检测之前应注意：接在空气压缩机上的气压表读数应超过400kPa；检查进气摇臂前，应先检查气门间隙是否正常；用毛巾盖住以保护正时传动带；检查活塞处于上止点位置时，逐一检查每一缸的主进气摇臂。(1) 拆下气缸盖罩。(2) 用专用堵塞(空气阻塞器)堵住油道释气孔(减压孔)，如图3-29所示。(3) 拆下机油压力检查孔上的密封螺栓，然后连接气门检查工具，如图3-30所示。注意：在重新拧紧密封螺栓前，应擦去密封螺栓螺纹和凸轮轴托架螺纹上的油垢。(4) 松开气门检查工具上的调节器阀，向摇臂的同步活塞A和B施加400kPa的气压(6) 停止向同步活塞A和B施加气压后，再向