任务3 可变气门正时和升程控制装置故障检修

PAGE42《汽车发动机系统检修》教 案（学年第学期）适用专业院系（部）班级教师教案首页本次课标题：可变气门正时和升程控制装置故障检修授课日期授课班级上课地点多媒体教室课时分配1课时，45分钟教学目标能力目标知识目标1.能够正确拆卸可变气门正时和升程控制装置。2.会检修可变气门正时和升程控制装置。1.了解可变气门正时和升程控制装置的工作原理。2.了解可变气门正时和升程控制装置故障产生的原因。教学任务通过本次教学，使学生掌握可变气门正时和升程控制装置的检修方法。重点难点重点：可变气门正时和升程控制装置的拆卸。难点：可变气门正时和升程控制装置的检修。作业或考核可变气门正时和升程控制装置常见故障及排除方法。参考资料课堂教学设计序号步骤教学内容教师活动（方法与手段）学生活动时间分配评价标准与方法1讲解原理及集中答疑可变气门正时和升程控制装置的工作原理。根据在线测试及学生讨论发现的主要问题进行集中答疑。讲解可变气门正时和升程控制装置的工作原理及检修方法，发现问题，解决学生的疑问。思考、记录5分钟2任务一：拆卸可变气门正时和升程控制装置提供车辆，由学生合作拆卸可变气门正时和升程控制装置，拆卸过程中要时刻注意安全。对学生的操作方法，安全性和拆下零部件的摆放进行点评操作、记录30分钟操作分20分，安全分10分，部件摆放分20分，满分50分。3任务二：检修可变气门正时和升程控制装置分组检修可变气门正时和升程控制装置。根据学生反映的情况进行指导识别、记录10分钟检修过程25分，工具使用25分，满分50分。4总结讲评及课后作业点评学生的操作，提出作业：可变气门正时和升程控制装置的检修。点评思考、记录5分钟——课后：反思总结及拓展提升教与学环节1视频教学视频的展示形式是否能够引起学生的兴趣？反思，根据学生意见改进。提出改进意见。2知识点与实际操作的结合知识点是否能够保证学生完成任务？根据学生实际操作过程中出现的问题进行改进。提出改进意见。

教学内容一、可变气门正时和升程控制装置的作用与分类目前实际用于改变配气相位的机构有本田汽车的可变气门控制（VTEC）机构，三菱汽车的多模式可变气门控制（MIVEC）机构，通用公司的无凸轮轴电子控制可变气门控制机构，丰田和帕萨特B5汽车的可变配气正时控制（VVT-i）机构等。（一）VTEC机构的结构及工作原理1.VTEC机构的结构本田ACCORD发动机装有VTEC机构，其结构如图2-3-13所示。（1）主、次进气门该发动机的每个气缸和常规的高速发动机一样，都配置有两个进气门和两个排气门，但它的两个进气门有主、次之分，即分为主进气门和次进气门。（2）主、次凸轮每个气门均由单独的凸轮通过摇臂来驱动。驱动主、次进气门的凸轮分别叫主、次凸轮。（3）主、次摇臂与主、次进气门接触的摇臂分别叫主、次摇臂。（4）中间摇臂主、次摇臂之间有一个特殊的中间摇臂，它不与任何气门直接接触。三个摇臂并列在一起，均可在摇臂轴上转动。注意：中间摇臂的一端和中间凸轮接触，另一端在低速时可自由活动。（5）主凸轮、次凸轮和中间凸轮在主、次摇臂和中间摇臂相对应的凸轮轴上铸有三个不同升程的凸轮，分别为主凸轮、次凸轮和中间凸轮。中间凸轮的升程最大，它是按照发动机双进、双排气门工作最佳输出功率的要求而设计的。主凸轮的升程小于中间凸轮，它是按发动机低速工作时单进气门开闭要求设计的。次凸轮的升程最小，最高处只是稍微高于基圆，其作用只是在发动机怠速运行时通过次摇臂稍微打开次进气门，以免燃油集聚在次进气门口。（6）正时活塞、主同步活塞、中间同步活塞和次同步活塞三个摇臂在靠近进气门一端均有一个油缸孔，油缸孔中都安装有靠油压控制的活塞，它们依次为正时活塞、主同步活塞、中间同步活塞和次同步活塞。2.VTEC机构的工作原理VTEC机构不工作时，正时活塞和主同步活塞位于主摇臂缸内，与中间摇臂等宽的中间同步活塞位于中间摇臂油缸内，次同步活塞和弹簧一起位于次摇臂油缸内。正时活塞的一端和液压油道相通，油道的开闭由ECU通过VTEC机构的电磁阀来控制。发动机处于中、低速工况时，ECU无指令，油道内无油压，活塞位于各自的油缸内，各个摇臂均独自做上下运动。主摇臂紧随主凸轮开闭主进气门，供给发动机在低速工况时所需的混合气；次凸轮迫使次摇臂微微起伏，次进气门微微开闭；中间摇臂虽然随着中间凸轮大幅度运动，但它对任何气门均不起作用。此时发动机处于单进、双排气门工作状态，吸入的混合气不到高速时的一半。因所有气缸参与工作，发动机的运转十分平顺均衡。当发动机转速达到4800r/min以上、水温高于60℃时，并在进气歧管内的负压指数符合原厂设定值后，便会开启VTEC机构的电磁阀，将油压导入摇臂内以推动自由活塞，使高角度凸轮开始介入，延长进气门关闭时间，增大进气量。（二）VVT-i机构的作用、结构及工作原理1.VVT-i机构的作用VVT-i机构的作用是ECU根据发动机转速和负荷等信号来控制凸轮轴，改变进、排气门的开启和关闭时刻，从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、经济性和降低尾气的排放。2.VVT-i机构的结构VVT-i机构由VVT-i控制器、凸轮轴正时机油控制阀和传感器三部分组成。其中传感器有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和冷却液温度传感器。（1）VVT-i控制器组成：VVT-i控制器包括由正时带驱动的外齿轮、与进气凸轮轴刚性连接的内齿轮，以及内齿轮、外齿轮之间的可动活塞。注意：VVT-i外壳通过安装在其后部的剪式齿轮驱动排气门凸轮轴。（2）凸轮轴正时机油控制阀组成：凸轮轴正时机油控制阀由一个用来转换机油通道的滑阀、一个用来控制移动滑阀的线圈、一个柱塞及一个回位弹簧组成。工作原理：凸轮轴正时机油控制阀根据ECU的指令控制滑阀的位置，从而控制机油液压使VVT-i控制器处于提前、滞后或保持位置。当发动机停机时，凸轮轴正时机油控制阀多处在滞后状态，以确保起动性能。3．VVT-i机构的工作原理VVT-i机构的工作原理如图2-3-18所示。发动机运转时，根据发动机ECU的指令，当凸轮正时机油控制阀位于2-3-18a所示位置时，机油压力施加在可动活塞的左侧，使得可动活塞向右移动。由于可动活塞上的旋转花键的作用，进气凸轮轴相对于凸轮轴正时带轮提前某一角度。当发动机转速降低时，ECU指令使凸轮轴正时机油控制阀处于2-3-18b所示的位置，机油压力施加在可动活塞右侧，使得可动活塞向左移动，进气凸轮轴相对于凸轮轴正时带轮延迟某一角度。当发动机转速恒定时，凸轮轴正时机油控制阀关闭油道，保持活塞两侧的压力平衡，配气相位保持在某一特定范围内，由此得到理想的配气正时。二、可变气门正时和升程控制装置的检修（一）VTEC机构的检修VTEC机构引起的故障常表现为怠速不稳、中高速功率不足、发动机加速不良。1．故障代码为“21”在故障指示灯点亮后，读取故障代码为“21”，表示VTEC机构清除故障码后，若试车仍然有此故障出现，则说明系统电磁阀的确出了故障。先目视线路是否有断路或接触不良的情况，如果正常，则将电磁阀的外壳搭接蓄电池负极，电磁阀的导线碰击蓄电池正极，观察是否有电磁阀动作的声音，如果无声，则说明电磁阀损坏。可再用万用表检测电磁阀插座端子与搭铁壳体间的电阻，应为14～30Ω。如果电磁阀正常，则检查ECU的A4端子接头与电磁阀线插头之间的导通情况。用万用表的电阻挡检测A4端子接点间的电阻，看是否有断路和短路情况。如果线路也正常；则更换控制单元ECU。2．故障代码为“22”当出现“22”故障码时，表示VTEC机构压力开关及线路有问题，①用万用表的电阻挡检查压力开关的两导线端子，在发动机未工作时应处于不导通状态，否则说明压力开关损坏。②用万用表检测压力开关线束插头的棕、黑色线端子和搭铁之间是否导通。③用万用表电阻挡检测压力开关线束插头的蓝、黑色线端子与ECU“D6”端子对应的导线接点是否导通。④在压力开关上施加250kPa的压力，看此时主压力开关两端子是否导通。注意：故障码“22”往往伴随着故障码“21”一起出现。如果出现故障码“21”后，如果通过以上的检查没问题的话，应检查液压系统及摇臂机构是否有故障。3.液压控制系统常见故障的检查液压控制系统易出现的故障主要有油道堵塞、液压控制执行阀卡滞、油道有泄漏。当怀疑液压控制系统有产生故障的可能及迹象（如机油变质或太脏，就可能造成油道堵塞及控制阀卡滞；摇臂机构上油不好，就可能存在泄漏现象）时，可按如下方法进行检查（主要是对VTEC电磁阀及液压控制活塞的检查）：①将VTEC机构电磁阀线束插头拔下，用万用表测量电磁阀端子与搭铁间的电阻值，正常时应在14～30Ω范围内，否则应更换此VTEC机构电磁阀。②如果VTEC机构电磁阀电阻值正常，则将VTEC控制电磁阀与液压阀体总成从气缸盖上拆下，检查VTEC机构电磁阀和液压阀体与气缸盖间的椭圆形滤清器是否被堵塞。分解电磁阀与液压阀体时，用手推动柱塞，看其是否能自由运动；检查电磁阀处的滤清环及密封件，如果有损坏则更换新件；安装电磁阀时应使用新的O形密封圈，并更换新机油。

③如果以上检查均正常，则检查液压控制阀活塞是否能灵活运动，可用手按动此阀的上端，如有必要，清洗此阀。（二）VVT—i机构的检修1.VVT-i机构电控检查当VVT-i机构发生故障时，会产生三个相关故障码，可根据故障码排除故障。（1）故障码P1346该故障码表示曲轴位置传感器性能问题、凸轮轴位置传感器性能问题、机械系统有故障（正时带跳齿、齿带过长）、发动机ECU有故障。（2）故障码P1349该故障码表示气门正时不正常、凸轮轴正时机油控制阀有故障、VVT-i控制器总成有故障、发动机ECU有故障。（3）故障码P1656该故障码表示凸轮轴正时机油控制阀电路断路或短路、发动机ECU有故障。2．凸轮轴正时机油控制阀的检查(1)电阻的检查使用万用表电阻挡测量凸轮轴正时机油控制阀端子问电阻，在20℃时电阻值应为6.9～7.9Ω。(2)凸轮轴正时机油控制阀阀芯移动情况的检查将蓄电池正、负极分别用引线连接至凸轮轴正时机油控制阀两端子上，并检查阀芯的运动情况，确认阀芯能在所有位置自由移动，没有卡滞现象。若有卡滞，则应更换凸轮轴正时机油控制阀总成。检查阀芯是否有异物，异物累积会使阀芯不能完全关闭，轻微的压力泄漏可能造成凸轮轴正时提前，并产生故障代码。3