双可变气门正时DVVT系统及快速检修方法详解

威海职业学院 刘 华

威海市职业中等专业学校 刘 彬

进、排气门双可变气门正时DVVT（Dual Variable Valve Timing）系统在轿车发动机中得到了广泛的应用。目前，在学校教学中更多注重结构、原理的教学，而对DVVT系统的检修方法涉及较少。本文将对双可变气门正时DVVT系统的快速检修方法进行详细的介绍。

1 DVVT系统组成及工作原理

目前，国内轿车可变气门正时VVT系统，除了个别车型采用直流电机及减速装置直接驱动式外，一般采用液压驱动式，如图1所示。VVT系统主要由发动机控制模块（ECM）、机油控制电磁阀（比例电磁阀）、VVT执行器（叶片式或星型转子式）、凸轮轴位置传感器等组成（个别车型还采用了单独的机油滤清器）。

图1 VVT系统组成示意图

发动机控制模块根据节气门位置传感器、曲轴位置传感器、空气流量传感器等信号来确定目标气门正时，并根据冷却液温度传感器、车速信号来确定修正目标气门正时；同时，发动机控制模块将凸轮轴位置传感器的信号作为反馈信号计算得出凸轮轴的实际位置。发动机控制模块将目标位置和实际位置进行比较，并根据控制策略，向机油控制电磁阀输出一个占空比控制信号，通过改变机油控制电磁阀阀芯的位置，从而改变油路中机油流向和流量的大小，把提前、滞后、保持不变等信号以油压方式反馈至VVT执行器空腔内，来实现执行器内、外转子之间的相对转动，调节凸轮轴的正时角度，从而达到调整进、排气门开启时间的目的，如图2所示。

2 DVVT系统检修方法

若DVVT系统出现故障，可以用故障检测仪通过读取故障代码、数据流及执行元件测试等方法进行快速有效的检测。

2.1 读取故障代码

若DVVT系统出现故障，用故障检测仪读取故障代码，会读取到下列一个或多个故障代码：P0010、P0011、P0 012、P0013、P0014、P0015、P0016、P0017，上述故障代码及含义见表1（表中故障代码及含义，适合所有安装DVVT系统的车型）所列。

2.2 读取数据流

用故障检测仪可以读取DVVT系统的相关数据流，将读取到的数据流和已知的配气相位图相比较，也可迅速判断DVVT系统是否存在故障。

奇瑞A3车SQRE4G16的发动机安装了DVVT系统，该发动机进气门、排气门的可变气门正时配气相位如图3、图4所示，用故障检测仪实测的数据流如图5所示。

图2 DVVT系统的控制策略

表1 DVVT系统故障相关的故障代码及含义

通过分析图3、图4可以看出，该发动机进气门持续开启角度为40.5°+90°+65°=195.5°，进气门可变气门正时可调整的角度为4.5°+49.5°=54°；排气门持续开启角度为45°+90°+57.5°=192.5°，排气门可变气门正时可调整的角度为32.5°+27.5°=60°；怠速时进、排气门的重叠角为-（49.5°+32.5°）=-82°；该发动机进、排气门可变气门正时最大的重叠角为4.5°+27.5°=32°。

图3 进气门可变气门正时配气相位图

图4 排气门可变气门正时配气相位图

实测数据流（图5）中，“进气阀开度”可理解为“进气门提前角”，“排气阀开度”可理解为“排气门滞后角”。比较图5中a与b，可以看出怠速时的数据流与点火开关ON位置时的静态数据流相同，进气门均处于最大延迟位置、排气门均处于最大提前位置，气门重叠角为负值（理论值为-82°、实测数据流为-80°）。随着发动机转速的提高，进气门开启将逐渐提前、排气门将逐渐延迟开启，气门重叠角将由负值逐渐变为正值，最大气门重叠角为32°。

2.3 执行元件测试

连接故障检测仪进入发动机系统，选择“执行元件测试”菜单，丰田卡罗拉车关于DVVT系统会出现3个测试项：控制可变气门正时线性（组1）、控制可变气门正时排气线性（组1）、控制可变气门正时系统（组1），如图6所示。上述3个测试项具体含义见表2所列。

利用故障检测仪，通过“执行元件测试”功能，人为对进、排气门机油控制阀的占空比进行控制，观察发动机是否会出现怠速不稳或熄火现象，从而可以快速判断DVVT系统是否存在故障。

3 DVVT系统检修案例

故障现象 一辆2009年产奇瑞A3轿车，搭载型号为SQRE4G16发动机和手动变速器，行驶里程近10万km。行驶中出现发动机故障灯常亮的故障现象。

故障诊断 接车后试车，故障症状如客户所述。连接故障检测仪读取故障代码，显示为“P0016 曲轴位置及进气凸轮轴位置相关性错误”，读取该车发动机DVVT系统在3个不同转速时的数据流，如图7所示，发现数据流“进气阀开度”在3个不同的转速时，均为48°且不变化，明显存在异常，而数据流“排气阀开度”变化正常。

图5 SQRE4G16发动机DVVT系统实测数据流（截屏）

图6 DVVT系统执行元件测试（截屏）

发动机起动后，用故障检测仪对进气侧机油控制阀做执行元件测试，发动机转速无变化。结合故障现象、故障代码、数据流以及进气侧机油控制阀的测试结果分析，导致该故障发生的可能原因有：DVVT系统故障、正时机构错误、进气侧凸轮轴位置传感器故障或发动机控制模块ECM故障等。

考虑到发动机控制模块ECM故障率低、未出现进气侧凸轮轴位置传感器的相关故障代码、正时机构（链条传动）检查复杂等因素，因此，决定先检查DVVT系统的进气侧的机油控制阀。

表2 DVVT系统执行元件测试项及含义

图7 DVVT系统数据流（截屏）

关闭点火开关，拔下进气侧机油控制阀连接器，在机油控制阀侧连接器上测量电阻值为6.9 Ω，测量值正常；点火开关ON位置，在线束侧连接器上测量电压，端子1（电源）上的电压为13.8 V，端子2（连接ECU）上的电压为1.5 V，测量值正常；拆下进气侧机油控制阀，如图8所示，将其两个端子分别连接到蓄电池的正、负极上，发现进气侧机油控制阀内部的阀芯不动作，应该是进气侧机油控制阀元件损坏导致故障的发生。

故障排除 更换进气侧机油控制阀后试车，故障现象消失，故障排除。

图8 进气侧机油控制阀