卡罗拉可变气门正时系统的原理及故障诊断
前言
1ZR-FE发动机是丰田汽车公司新开发的机型，直列4缸1.6升的气缸排量，顶置双凸轮轴（DOHC）16气门、
Dual VVT-i，DIS和ETSC-i电控系统，最大
功率为90kw。Dual VVT-i（智能可变气门
正时）技术是这一款车的一大技术亮点。
我们知道，发动机的配气正时对其动
力性、经济性及排气污染都有重要的影响。
最佳的配气正时应使发动机在很短的换气时间内充入最多的新鲜空气（可燃混合气），并使排气阻力最小，废气残留量最少。废气残留量最少，发动机转速变化时，由于气流的速度和进排气门早开迟闭绝对时间都发生了变化，因此，其最佳的配气相位角也应随之变化。而众所周知，一般的四行程发动机它的气门开闭由固定加工成型的凸轮轴启动，进排气门的开闭角度固定不变。亦即意味着该型发动机从设计开始就宣布了它只能在某一转速范围下处于最佳状的配气相位，获得最佳的燃油经济性、动力性和最少的排放污染。（而其他转速范围内的动力性、经济性和排放污染都不是最佳状态）而无法兼顾低转速与高转速时动力的需求。
丰田可变气门正时系统Dual VVT-i正是为了满足发动机在多种工况对配气的需要及满足发动机在各种转速工况下均能平顺地输出强劲的动力要求。它通过电控系统对进排气门的开启时间进行调节，
通过在不同转速下为车辆匹配更合理的气门开启或关闭，来增加车辆扭矩输出的均衡性，提高发动机功率并降低车辆的油耗。在发动机转速不同时，让凸轮轴与链轮之间亦有着不同的角度，进而让进排气门在不同的时机开启关闭，达到可变气门正时的目的。进而可让发动机在各转速区域时，均能有充足而适当的混合气供应，以输出充沛的动力。从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、燃油经济性，降低尾气的排放。
一、配气相位对发动机性能的影响
四行发动机在工作过程中，吸入新鲜空气排出高温废气。一般的车用汽油发动机。以3000r/min为例，每一个工作循环的进排气过程只有0.01s，在这极短的时间内，被吸入的混合气愈多，废气排放愈干净彻底。发动机的动力性和经济性就会下降，由此可见，发动机的功率和扭矩主要取决于吸入的空气量的多少和换气质量的好坏。
众所周知空气具有质
量，也具有一定的惯性。进
排气门的打开与关闭，受结
构材料与机械运动的影响，
只能以平滑曲线的运动方
式打开和关闭，而不可能实
现理想状态下的在活塞一
到上止点进气门就迅速全
开，排气门则迅速全关和活图1：配气相位图
塞一到下止点进气门就迅速全关闭，排气门迅速全打开的方波形工作方式。因此，一般发动机都会采用如图1所示的配气相位，进排气都提前开启和滞后关闭。力求达到进入最多的新鲜空气和彻底排出燃烧后的废气。
普通的发动机在使用过程中，配气定时是不能改变的，充气效率在某一转速下达到最大值。我们可以通过改变进气门的迟闭角以改变冲气效率随转速变化的趋势。用来调整发动机转矩特性，以满足不同的使用要求。
从配气相位图中可以看出，存在一个进气门和排气门同时打开的时刻，即“气门重叠”。这样就有可能造成废气倒流。这种现象在发动机转速低于1000r/min的怠速工况最明显，有研究表明。怠速工作下的“重叠阶段”时间是中等速度工作条件的7倍。这容易造成怠速工作不顺畅。振动过大，功率下降等现象。尤其是采用四气门的发动机，由于“帘区”值大，“重叠阶段”更容易造成怠速运转不畅顺的现象。
而且采用Dual VVT-i这种机构之后，废气再循环系统就没有必要了，因为它可以进行内部排气再循环控制。
二、Dual VVT-i结构组成
该系统的结构组成如图2所示。机械部分主要由进排气VVT-i执行器构成，电气部分则由进排气凸轮轴传感器和进排气气门正时机油控制阀组成。VVT-i控制器可调整凸轮轴转角气门正时，凸轮轴正时机油控制阀是控制油压的。正时链驱动VVT-i控制器外壳的链轮。
图2 卡罗拉Dual VVT-i发动机基本构成
1.VVT-i控制器
VVT-i控制器的内部结构如图3所示，主要由控制器外壳、叶轮、锁止销、叶轮回位弹簧、端盖及螺栓等组成。叶轮与凸轮轴是固定的，即为“硬连接”，而控制器外壳与叶轮之间不是硬连接，它们之间可以有相对运动。这一相对运动是由气门正时提前室和滞后室的容积决定，显然容积改变即改变了叶轮与控制器外壳之间的相对角度，也就改变了气门的配气相位。因此，当提前室容积增大，滞后室容积减小，叶轮相对于控制器外壳的转动方向与外壳的转动方向相同，则凸轮轴的相位也就提早，反之亦然。回位弹簧的作用（如图3右所示）是使叶轮回到最滞后的位置，这一位置是发动机停止运转位置，此时提前室容积最小，锁止销在弹簧力作用下被推入控制器外壳的销孔内，于是外壳与叶轮处于“硬连接”，这有利于发
动机正常启动；当发动机启动后，由于系统建立了油压，锁止销在油压的作用下使弹簧被压缩，随之锁止销从控制器外壳销孔内脱出，于是外壳与叶轮之间就可以有相对运动，从而实现对提前室和滞后室容积的控制，以实现对凸轮轴相位进行实时智能调节。
图3 VVT-i控制器的内部结构简图
2.凸轮轴正时机油控制阀（OCV）如右图
凸轮轴正时机油控制阀（OCV）是
根据发动机ECU输出的占空比电流
量，控制滑阀的位置和分配用于vvt-i
控制器流到提前侧或延迟侧的油压
与通道，VVT-i控制器则应用油压使
凸轮轴旋转到提前、延迟或保持气门正时所该处的位置。
三、丰田Dual VVT-i工作原理
图4Dual VVT-i控制系统组成
Dual VVT-i控制系统组成如图4所示，双VVT-i有两个凸轮轴位置传感器和两个凸轮轴正时液压控制阀。发动机ECU储存了最佳气门正时参数值，依据曲轴位置传感器、空气流量计和节气门位置传感器的信号与预定参数值进行对比计算，计算出修正参数并发出指令到控制凸轮轴正时液压控制阀（如图5），控制阀根据ECU指令控制机油槽阀的位置，也就是改变液压流量，把提前、滞后、保持不变等信号指令选择输送至VVT－i控制器的不同油道上。压力油在滑阀的控制下有两个方向的流动，一个方向是使提前室容积增加、滞后室容积减小（如图6中红色箭头方向），另一个方向是提前室容积减小、滞后室容积增加（如图6中蓝色箭头方向），前者配气相位提早，后者配气相位推迟。当ECU判断不需要调整配气相位时，滑阀处于中间状态，即压力油不流动，提前室与滞后室容积不变，凸轮轴相位也不变。由于各种原因，VVT-i控制器对凸轮轴的控制不一定准确地把凸轮轴位置调整到与气门相应的理想位置。因此，凸轮轴位置传感器的作用就是检测凸轮轴的实际位置，并把这一位置信号反馈给ECU，对目标叶轮正时进行控制，使凸轮轴的位置精确地处于理想的相位。与
此同时，ECU还把水温传感器和车速传感器信号作为修正信号，也对目标叶轮进行修正控制（如图5），以根据发动机工作状态实时地对正时相位进行调整。
图5 Dual VVT-i系统控制原理图
图6Dual VVT-i系统液压控制原理图
五、故障实例：
故障1：一辆2007年款一汽丰田卡罗拉GL轿车，配备1ZR-FE 发动机，行使了4.6万公里。据用户反映，该车最近一个月来频繁出现着车困难的故障，早上要打好几次马达才能着车，即使能着车，怠
速也很不稳定，抖动得很厉害，最近还出现了热车熄了车马上再着车，转速会慢慢提高到2800r/min，降不下来，得熄火等个10多分钟后再着车。
检查分析：接车后，车间维修人员首先进行故障现象检验，确实如用户反映的那样，要打好几次马达才能着车，而且发动机抖动得非常厉害，象要熄火，废气也很难闻，呛眼呛鼻。检查发动机故障灯（MIL）在发动机运转时能熄灭。在询问确认用户还没有做过油电路保养后，修理工对该车进行了油电路保养，清洗了节气门、喷油嘴，更换了汽油滤清器，但是故障依旧。
引起发动机难着车的可能故障原因包括：水温传感器信号不良，汽油喷射压力不足、喷油嘴泄露，电子节气门电机控制不良，进气门积炭过多等。本着从易到难的程序，对该车进行故障排查：1）把水温传感器从车上拆下，测量室温（约25℃）时，阻值为2.4KΩ。把水温传感器泡到开水里进一步测量，温度约93℃时，阻值为220Ω，并且在水温下降的过程中，测得传感器阻值逐渐上升，说明水温传感器元件正常。进一步测量水温传感器与发动机ECU端子THW和ETHW之间的连接线阻值，两根导线的阻值都小于1Ω，也正常，至此可以排除水温传感器的故障。
2）在燃油管接上燃油压力表，打马达着车，油压能迅速建立到280Kpa，熄车10分钟后再检查，还能保持在240Kpa，大于标准要求的220Kpa。油泵和燃油压力也没有问题了。这么新的汽车，喷油嘴出现泄露的可能性也不大。
3）现在国家的汽油出厂标准提高了，根据我对其他发动机大修的拆检经验，电喷发动机的气门积炭在行使了15万Km到20万Km时，也仅有2～3mm厚，甚至更少。对于才行使了4.6万Km的1ZR-FE 电喷发动机来说，气门积炭也不会多到引起发动机起动困难的程度。4）经过初步的排查，重点放到了电子节气门单元上。由于前期已经对节气门单元进行了清洗，重点对电子节气门单元与发动机ECU之间的连接线进行测量，阻值都小于1Ω，符合标准。最后，把电子节气门单元接上接插头，让一同事在驾驶室内打开钥匙，慢踩油门踏板，观察到节气门活叶转动灵活，反应灵敏，没有发现异常。
一般常见的会引起发动机起动困难的原因已经排查了一遍，都未能发现异常。还会是什么原因引起的呢？
这时，车间里的一台配置5S-FE发动机的97款佳美轿车引起了我的注意。该车刚大修完，正在着车调试，但开始时无论怎么调试，发动机都是非常抖动，最后检查正时，发现正时皮带错装了两个齿位。笔者眼前一亮，莫非这卡罗拉的问题也出现在正时上？
该车使用正时链条驱动凸轮轴，新车至今还没有拆换过正时链条，出现跳齿的可能几乎为零。但是该车采用了丰田的Dual VVT-i 可变气门正时技术，又使得气门正时产生变化变得非常可能。1ZR-FE 发动机的配气相位如下图：
从上图中可以看出，进气门打开是在1°～56°BTDC，关闭是65°～10°ABDC；排气门打开是在51°～11°BBDC，关闭是3°～43°ATDC。也就是进气凸轮轴可以在66°的范围内变化，排气凸轮轴也可以在54°范围内变化。如此大的变化范围可以相当于正时跳动了5～6个齿了。
控制气门正时变化的是气门正时
机油控制阀和VVT-i控制器。把进气侧
气门正时机油控制阀拆下来检查，测量
两端子之间的电阻为7.2Ω，在6.9Ω～
7.9Ω之间，正常，按右图所示方法给
控制阀通电，发现阀芯被机油积炭卡住不能自由移动。问题应该就是出现在这里了。用清洗剂把阀芯清洗干净，用机油润滑，再通电检查，阀芯可以自由移动，恢复正常。把排气侧的气门正时机油控制阀也拆下来检查，发现也有轻度的积炭滞塞，同样用清洗剂清洁润滑后，通电检查都恢复正常。把两个气门正时机油控制阀装复，试车，故障排
除。
六、结束语
VVT－i是一项新技术，我们的维修经验还不多。而现在越来越多的发动机在应用该项技术，虽然每个生产厂都会有别于他人，控制技术各不相同，但基本工作原理是相同的。只要我们掌握了可变气门正时系统的结构和工作原理，还有验证分析的检测方法和手段，那我们的工作效率就会提高很多。本文通过本人在实际修理中碰到的故障实例，分析出VVT－i出现故障的现象，大部分都与发动机怠速抖动和高速性能下降，油耗增加有关。当然还可能与发动机的其他系统相关，但作为一项新技术，我们只有多了解它，认识它，才能有助于我们解决实际碰到的问题。
七、致谢
本文在写作过程中得到各位老师帮助，在此表示衷心的感谢。同时由于本人写作水平有限，文中难免有一些错漏的地方，恳请各位专家批评指正，本人不胜感激！
参考文献：
1.江苏科学技术出版社《可变气门正时系统结构原理与维修》主编：屠卫星
2.一汽丰田《卡罗拉新技术培训教程》
3.一汽丰田《卡罗拉维修手册》
卡罗拉可变气门正时系统的原理及故障诊断 前言 1ZR-FE发动机是丰田汽车公司新开发的机型，直列4缸1.6升的气缸排量，顶置双凸轮轴（DOHC）16气门、 Dual VVT-i，DIS和ETSC-i电控系统，最大 功率为90kw。Dual VVT-i（智能可变气门 正时）技术是这一款车的一大技术亮点。 我们知道，发动机的配气正时对其动 力性、经济性及排气污染都有重要的影响。 最佳的配气正时应使发动机在很短的换气时间内充入最多的新鲜空气（可燃混合气），并使排气阻力最小，废气残留量最少。废气残留量最少，发动机转速变化时，由于气流的速度和进排气门早开迟闭绝对时间都发生了变化，因此，其最佳的配气相位角也应随之变化。而众所周知，一般的四行程发动机它的气门开闭由固定加工成型的凸轮轴启动，进排气门的开闭角度固定不变。亦即意味着该型发动机从设计开始就宣布了它只能在某一转速范围下处于最佳状的配气相位，获得最佳的燃油经济性、动力性和最少的排放污染。（而其他转速范围内的动力性、经济性和排放污染都不是最佳状态）而无法兼顾低转速与高转速时动力的需求。 丰田可变气门正时系统Dual VVT-i正是为了满足发动机在多种工况对配气的需要及满足发动机在各种转速工况下均能平顺地输出强劲的动力要求。它通过电控系统对进排气门的开启时间进行调节，
通过在不同转速下为车辆匹配更合理的气门开启或关闭，来增加车辆扭矩输出的均衡性，提高发动机功率并降低车辆的油耗。在发动机转速不同时，让凸轮轴与链轮之间亦有着不同的角度，进而让进排气门在不同的时机开启关闭，达到可变气门正时的目的。进而可让发动机在各转速区域时，均能有充足而适当的混合气供应，以输出充沛的动力。从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、燃油经济性，降低尾气的排放。 一、配气相位对发动机性能的影响 四行发动机在工作过程中，吸入新鲜空气排出高温废气。一般的车用汽油发动机。以3000r/min为例，每一个工作循环的进排气过程只有0.01s，在这极短的时间内，被吸入的混合气愈多，废气排放愈干净彻底。发动机的动力性和经济性就会下降，由此可见，发动机的功率和扭矩主要取决于吸入的空气量的多少和换气质量的好坏。 众所周知空气具有质 量，也具有一定的惯性。进 排气门的打开与关闭，受结 构材料与机械运动的影响， 只能以平滑曲线的运动方 式打开和关闭，而不可能实 现理想状态下的在活塞一 到上止点进气门就迅速全 开，排气门则迅速全关和活图1：配气相位图
基于丰田卡罗拉车型的VVT-i系统构造 及故障检修 摘要：丰田卡罗拉汽车市场保有量较大，其搭载了丰田1ZR-FE 双VVT-i 发动机，此技术能够根据不同路况适时改变发动机气门的开闭时刻,提高汽车发动机动力性、经济性但却能降低污染物的排放。本文重点介绍丰田卡罗拉VVT-i 系统的结构、工作原理及故障检修，为汽车教育工作者及维修人员提供技术支持。 关键词：VVT-i系统构造故障检修 科技的不断进步，发动机的构造已非常成熟，若发动机在原有基础上的改进与研发则牵动着发动机的发展。配气机构作为发动机两大机构五大系统中的一部分，它的地位显得非常重要。VVT-i系统是丰田公司典型的可变气门正时。ECU 可根据发动机传感器的不同的信号发出控制指令，通过调节油路中的油压来改变正时，改变扭矩，从而及提高发动机动力及燃油经济性，进一步降低污染物的排放。 1.VVT- i的结构 VVT—i系统和发动机其他电控系统类似，主要有传感器、ECU、执行器三部分所组成。其中传感器为发动机上常见的基础传感器，执行器主要由控制器和凸轮轴正时机油控制阀。 1.1 VVT-i 控制器 VVT-i 控制器是该系统的核心，主要由控制器外壳、叶轮、锁销等组成。叶片与凸轮轴是固定的，而外壳与叶片是可以相对活动的。控制器内的4 个叶片，将壳体分成提前室和滞后室。控制阀能控制提前室和延迟室的机油压力，推动叶片相对壳体转动，从而改变配气相位。发动机停止时，机油没有压力，进气侧凸
轮轴被锁销固定在最延迟端。发动机起动后，机油产生压力，克服弹簧的作用推动锁销复位使叶片转动。 1.2 凸轮轴正时机油控制阀 凸轮轴机油控制阀是用来控制油压的，发动机缸盖上各装有进气侧和排气侧凸轮轴正时机油控制阀，主要有柱塞、线圈等组成。其根据发动机ECU 的占空比来控制滑阀，从而来改变油道压力。通过油压来控制VVT-i 控制器的提前侧或延迟侧。 2. VVT-i 系统工作原理 当该系统工作时，ECU根据发动机上的基础传感器，例如空气流量计、节气门位置传感器及曲轴位置传感器等传来的信号进行收集及分析，然后发出对叶轮正时的控制指令，最后执行器电磁阀根据ECU的控制信号来推动滑阀动作。 1.根据ECU发出的不调整控制信号，凸轮轴正时机油控制阀中的滑阀处于 中间状态，此时通道中的机油因没有压力的改变，此时提前室及滞后室中的机油不流动，因此两室的容积也未改变，凸轮轴相位不变。 2.根据ECU发出的提前控制信号, 凸轮轴正时机油控制阀将油压作用到正时 提前侧叶片室, 这样机油进入提前室，使提前室容积增大，机油流出滞后室，使滞后室容积减小，此时的凸轮轴在叶片带动下顺时针转动，则凸轮轴的相位也就提早。 3.根据ECU 发出的滞后控制信号, 凸轮轴正时机油控制阀将油压作用到正时 滞后侧叶片室,这样机油流入滞后室，使滞后室容积增大，机油流出提前室，使提前室容积减小。此时的凸轮轴在叶片带动下逆时针转动,则凸轮轴的相位也就滞后。 3.VVT-i 系统故障检修 当VVT-i 系统出现故障时，发动机在各工况下不能得到最佳的配气相位，造成发动机怠速发抖，动力下降，油耗增加等故障现象。 表1 Dual VVT-i系统常见故障代码
丰田卡罗拉1.6AT轿车凸轮轴位置传感器故障检修 丰田卡罗拉1.6AT轿车凸轮轴位置传感器故障检修 进、排气凸轮轴位置传感器安装在气缸盖的上平面后侧靠近发动机的飞轮端。进、排气凸轮轴的可变气门正时（VVT）传感器（GT信号）由磁铁和MRE组成。VVT凸轮轴主动齿轮上有1个信号盘，信号盘的外圆周上有3个齿。齿轮旋转时，信号盘和祸合线圈间的间隙会发生改变，从而影响磁铁，结果，MRE材料的电阻就会发生波动。凸轮轴位置传感器将齿轮旋转数据转换为脉冲信号，并将这些脉冲信号发送到ECM，由ECM来确认凸轮轴角度。ECM利用此数据来控制燃油喷射时间和喷油正时。 诊断仪器：KT600解码器、万用表等。 一、操作步骤之第一项 1．打开点火开关，利用KT600读取故障代码及代码定义内容：P0010凸轮轴位置“A”执行器电路（组1）P0343凸轮轴位置感应器“A”电路高输出（B1或单个传感器）。这说明系统存在历史性或永久性故障代码。 2．利用第一步读取冻结帧和数据流，查看静态下各数据的值与标准数据进行比较，静态状态下，各项相关的数据未见异常。 3．选择“清除故障代码”菜单项，按“OK”键确定执行清除故障代码命令，KT600显示代码命令已经执行。 4．再次读取故障代码。再现故障代码及代码定义内容：P0343凸轮轴位置传感器"A”电路高输出（B1或单个传感器）。则说明此故障代码为永久性（当前性）的故障代码。原故障代码P0010凸轮轴位置“A”执行器电路（组1）为历史性故障代码或虚码，已被诊断仪器删除。
5．退出所有子菜单至诊断仪器初始界面状态。关闭诊断仪器电源开关及点火开关。 二、目视检查 目视检查传感器、执行器的安装状态是否正常。视需要检查、修复连接器脱落或接触不良。检查确认传感器、连接器安装是否良好。重点检查凸轮轴位置传感器。 三、起动发动机确认故障症状 1．首先确认车辆周围环境是否安全，变速器挡位是否处于空挡，驻车手柄是否拉紧；对于配置自动变速器车辆，起动发动机时必须踏下制动踏板。 2．起动发动机时，一般起动次数不超过3次，起动时间不超过5s，相邻2次起动时间相差30s以上，如果’3次无法起动，应查阅维修手册的“故障症状特征”检查相关任务。修理人员应观察起动过程的状况，确认故障症状并记录故障现象。 3．故障症状特征：发动机起动困难，怠速不稳，中、高速加速不良，响应速缓。仪表显示状态：转速偏高，故障灯亮。 四、再次读取动态故障码，冻结帧和数据流的数值 1.KT600诊断仪故障代码再次显示为：P0343凸轮轴位置传感器“A”电路高输入（B1或单个传感器）。 2．再次进入“ENGINE AND ECT”窗口，选择“冻结帧数据流”菜单，按“ok”键确认。仪器进入“冻结帧”菜单。选择故障发生时或发生后0.55时多帧数量0组和1组，按“ok”键确认。
丰田卡罗拉轿车起动不良故障诊断 付岩王宁 摘要： 本文利用汽车故障诊断的基本原理和故障诊断的基本思路及基本流程，对丰田卡罗拉轿车启动不良的故障现象进行诊断分析，再对故障的总结分类并对故障原因进行分析，同时设计出丰田卡罗拉发动机启动不良的基本诊断流程，最终找出故障原因并排除故障。 关键词： 丰田卡罗拉轿车启动不良故障原因诊断方法 引言： 当今社会高速发展，汽车行业已经成为其中必不可少的支柱产业，汽车已经成为人们日常生活中必不可少的交通工具，在汽车的使用过程中会出现一些故障问题，发动机启动不良就是一种常见的故障，也是一个较为典型的故障。发动机启动不良故障一般会出现以下几种可能的情况： 1.发动机不能启动，起动机不转 2.发动机不能启动，无初始燃烧
3.发动机不能启动，发生间歇性燃烧 4.发动机转动正常但启动困难 这些情况又由多种原因引起，涉及到了汽车的各个系统。所以，要想对发动机无法启动故障进行诊断分析，需要全面了解汽车整个系统构造与原理并参阅被修车型的详细技术资料，充分并合理的利用各种检测工具和手段。掌握故障原因的分析方法，下面我们就以卡罗拉汽车启动不良故障为例进行分析。 一、导致丰田卡罗拉发动机启动不良故障的因素有许多，它包 括 1.发动机机械系统故障 2.电源系统故障 3.启动系统故障 4.电脑控制系统故障 5.燃油系统故障 6.点火系统故障 7.进排气系统故障 8.启动信号故障 9.防盗系统故障 二、导致丰田卡罗拉轿车发动机启动不良的原因分析 1.发动机机械系统故障
①节气门卡滞 ②配气机构失常：正时链条装配错误或断裂 ③发动机活塞不能往复运动 ④曲轴不能转动 ⑤发动机气缸压力过低（气缸垫烧蚀、窜气，活塞环磨损后窜气严重，活塞环结胶，气门密封不严） 2.电源系统故障 ①蓄电池电压不足 ②蓄电池损坏 ③电源线短路或断路 ④电源继电器及保险丝故障 ⑤点火开关损坏 3.启动系统故障 ①起动机损坏 ②起动机控制电路短路或断路 4.电脑控制系统故障 ①电脑电源电路短路或断路 ②ECU损坏 ③ECU输出电路短路或断路 5.燃油系统故障 ①油箱中无油 ②燃油质量问题
发动机“呼吸”术：VVT技术细分详解 为了兼顾日益严格的排放法规和车主们油耗低动力足的要求，越来越多的新技术被各大汽车厂商加快步伐开发应用在发动机上。VVT-i，VTEC，DVVT，这些新鲜的名词诚然能带来销售和竞争各种优势，同时一个个的缩略语也让广大的车友车主车迷们有点眩晕，现在我们便对这些汽车“芯”宠来一个汇总讲解。 机构及工作原理： 为了更好了解这几项技术，在此首先对发动机的配气机构及相关术语进行简单介绍： 配气机构：它是控制气门开闭的机构，就如发动机气缸的呼吸器一样，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜充量的空气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。它一般由凸轮轴、凸轮、气门挺杆、气门和气门弹簧组成。 工作过程：曲轴通过链条或者皮带带动凸轮轴运转，凸轮工作面的旋转过程会顶压气门挺杆，随后气门顶杆就会推动气门向气缸内运动，从而气门被开打；凸轮工作面转过之后，气门会在气门弹簧的作用下回位，从而气门被关闭。 图1：4缸DOHC（双顶臵凸轮轴）式发动机的气门驱动系统
气门正时与升程： 气门的开闭决定了气门正时（进排气门开闭的时间）与气门升程（气门打开的程度），这两个参数是影响发动机性能和充气效率的重要因素。发动机运转过程中，高速和低速时对气门正时的要求是不同的，如下图2所示，低速时应采用小的气门重叠角和升程，防止缸内新鲜空气倒流，以便增加低速扭矩，提高燃油经济性，而高速时却希望有大的气门升程气门重叠角，以便进入更多的混合气以满足高速时的动力性要求。 图2 气门正时、气门升程与发动机转速的理想关系 然而，传统的配气机构无法根据发动机的实际运转情况及时作出调整，这就导致在非设计工况时发动机无法发挥出最佳性能，于是利用可变配气系统调整气门正时与气门升程的技术便应运而生：
丰田卡罗拉轿车发动机 智能可变气门正时系统的结构原理及故障检修 摘要：我校有多辆丰田卡罗拉实训轿车，其发动机均采用智能可变正时系统，该系统可以有效地提升汽车发动机的动力，同时可以使汽油燃烧更加充分，使发动机有害气体的排放进一步降低。文章结合本人的教学实践及维修资料阐述丰田卡罗拉轿车发动机智能可变气门正时系统的结构原理及检修方法，以供广大教师教学参考之用。 关键词：VVT-i 结构原理检修 1 引言 合理选择气门正时，保证最好的充气效率，是改变发动机性能极为重要的技术问题。根据内燃机的工作原理可知，在进、排气门开闭的四个时期中，进气门迟闭角的改变对充气效率影响最大。通过改变进气门迟闭角可以改变充气效率随转速变化的趋向，以调整发动机的转矩，满足不同的使用要求。不过，更确切地说，加大进气门迟闭角，高转速时充气效率的增加有利于发动机最大功率的提高，但对低速和中速性能则不利；减小进气门迟闭角，能够防止气体被推回进气管，有利于提高最大转矩，但降低了最大功率。因此，理想的气门正时应当是根据发动机的工作情况及时作出调整，应具有一定程度的灵活性。显然，对于传统的凸轮挺杆式气门机构来说，由于在工作中无法作出相应的调整，也就难以达到上述要求，因而限制了发动机性能的进一步提高。可变气门正时技术就是让气门正时能够随着发动机工况进行相应的调整，在发动机运转工况范围内提供最佳的配气正时，提高了充气系数，较好地解决了高转速与低转速、大负荷与小负荷下动力性与经济性的矛盾，在一定程度上改善了尾气排放、怠速稳定性和低速平稳性，降低了怠速转速。智能可变气门正时系统是丰田独有的发动机技术，它的英文是Variable Valve Timing-intelligent,缩写为VVT-i,该系统的最大特点是可根据发动机的状态控制进气凸轮轴，通过调整凸轮轴转角对配气正时进行优化，以获得最佳的配气正时，从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、燃油经济性，降低废气排放。 2 丰田卡罗拉轿车发动机VVT-i系统的结构及工作原理 丰田卡罗拉轿车发动机采用的是双VVT-i技术，也就是在原有VVT-i对进气门进行控制的基础上，对排气门也进行控制。控制单元根据发动机转速、节气门的开度，对开闭双方的
丰田卡罗拉V VT-i系统构造及故障检修 作者：谢立果 来源：《科技视界》 2014年第1期 谢立果 (广州市番禺区职业技术学校汽车部，广东广州 510000) 【摘要】丰田卡罗拉汽车搭载了丰田1ZR-FE双VVT-i发动机，VVT-i系统能够根据驾驶 员的操作状态适时的改变发动机进排气门的开启及关闭时刻,提供各种转速下的最佳气门正时，提高了进气效率，实现了低、中转速范围内扭矩的充分输出，保证了各个工况下都能得到足够 的动力表现，为汽车带来了优异的性能表现、出色的燃油经济性、舒适性和低排放。本文重点 介绍丰田卡罗拉VVT-i 系统的结构、工作原理及故障检修，为广大汽车维修人员和汽车职业教 育者提供有效的技术支持。 【关键词】VVT-i系统；构造；故障；检修 传统发动机的配气正时是固定不变的，仅在某一转速下使发动机的充气效率达到最佳，目前，丰田汽车发动机普遍采用了VVT-i系统。VVT-i是Variable Valve Timing-intelligent 的缩写，它代表的含义就是智能正时可变气门控制系统。VVT-i系统的特点是发动机ECU可根 据发动机的转速、负荷、温度状态及车速信号发出控制指令，通过油压来推动进、排气凸轮轴 相对正时链条转动一个角度以获得最佳配气正时，从而在所有转速范围内增大扭矩、提高燃油 经济性并减少废气排放。 丰田卡罗拉搭载了丰田1ZR-FE双VVT-i发动机，发动机ECU 根据发动机转速传感器、空 气流量计、节气门位置传感器和水温传感器等信号，计算各种行驶状况下的最佳气门正时，同 时控制凸轮轴正时机油控制阀，通过机油压力来改变凸轮轴相对曲轴的位置。此外，发动机 ECU利用来自凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信号检测实际气门正时，以提供反馈信号 来修正实际气门正时，这样VVT-i系统可将进气和排气凸轮轴分别控制在55度和40度（曲轴 转角）范围内，以提供适合发动机运转的最佳气门正时，从而增大所有转速范围内的扭矩，提 高燃油经济性并减少废气排放。 １VVT-i系统构造 VVT－i系统由传感器、ECU和凸轮轴液压控制阀、控制器等部分组成，如图1所示。ECU 储存了最佳气门正时参数值，曲轴位置传感器、进气歧管空气压力传感器、节气门位置传感器、水温传感器和凸轮轴位置传感器等反馈信息汇集到ECU并与预定参数值进行对比计算，计算出 修正参数并发出指令到控制凸轮轴正时液压控制阀，控制阀根据ECU指令控制机油槽阀的位置，也就是改变液压流量，把提前、滞后、保持不变等信号指令选择输送至VVT－i控制器的不同油道上。
国家职业资格全国统一鉴定 （国家职业资格二级） 汽车维修工 论文题目：卡罗拉VVT-i阀故障引起发动机怠速过高故障诊断编号：（）
卡罗拉VVT-i阀故障引起发动机怠速过高故障诊断 摘要： 实训室一台10款丰田卡罗拉汽车，发动机怠速转速异常高，震动剧烈。根据故障现象，借助KT600综合智能诊断仪进行检查，启动 KT600后开始无故障码，后有故障码，故障码无法删除，数据流检测分析相关数据，并进行动作测试，分析发现WTI数据、凸轮轴传感器数据等异常，然后用示波器检测VVTI阀线路，发现正常。进而拆检VVTI 阀，发现故障点，处理故障之后再次进行试验，故障排除。关键词：怠速过高、数据流、动作测试、VVTI阀、阀芯卡滞。 一、绪论 本技术总结的作者，自从2014年毕业以来一直在高职院校从事汽车相关教学工作。在工作期间，主要负责汽车性能检测与评价、发动机电控、电动汽车方面的诊断工作。在科研方面，主要从事轮毂电机驱动的电动汽车试验台架以及制动能量回收方面的研究。 二、主体 本文详述了丰田卡罗拉VVTI阀故障引起发动机怠速过高故障诊断，分别从故障现象、故障相关理论知识、VVT-i系统的原理、作用，VVT-i系统发生故障的主要原因，故障诊断与排除等方面来说明，最后对这次技术分析做出总结。 （一）故障现象： 一台实训室10款丰田卡罗拉汽车，在进行汽车尾气排放实验时, 启动发动机，发现该车怠速转速异常高（超过2600r/min）,震动抖动十分剧烈，仪表板上发动机故障警告灯点亮。发动机怠速一段时间, 发动机水温上升，但是此情况并无任何好转。 该台实训车辆保养较好，车的技术状况一直很好，一周前的实训 项目过程中并未发现有任何异常。 （二）故障相关理论知识： 怠速转速过高是由怠速时进气量过多或发动机控制信号错误引起
常州工程职业技术学院 毕业设计（论文） （2013届） 设计（论文）题目丰田卡罗拉制动系统的检修 系部机械工程技术系 班级汽修1011 学生姓名徐科 指导教师于瑞 常州工程职业技术学院 二0一二年四月二十六日
摘要: 汽车制动系统是汽车的一个重要组成部分,直接影响汽车的安全性.据相关资料介绍,在由于汽车本身造成的交通事故中,制动故障引起的事故占事故总量的45%。可见，制动系统是保证行车安全极为重要的一个系统。 本文就是主要研究丰田卡罗拉制动系统的故障检修。首先对其制动系统作了较全面详细的了解，在对其故障进行实例分析诊断，最后能有效的排除故障，保证制动系统的安全。 关键词：制动系统故障安全 Abstract: Automobile brake system is an important component of, directly affects the vehicle's safety. According to the relevant information in the car itself, because the traffic accident caused by the brake failure, caused by accidents accounted for45% of the total accidents. Visible, the braking system is to guarantee the safety of a very important system. This paper mainly studies the Santana brake system. The first of its braking system for more detailed understanding, the fault diagnosis example analysis, finally can effectively eliminate the fault, guarantee the secure braking system. Key words: external braking system fault safe
毕业综合实训 题目丰田1ZR-FE 发动机检修 姓名于荣岩学号*********** 专业汽车制造与装配 指导教师蒋家旺 中国·北京 二○一一年十二月
目录 摘要 (1) 关键词 (2) 1.卡罗拉1zr-fe发动机简介 (3) 2.1zr-fe发动机的结构 (3) 3.发动机传感器的检修 (4) 3.1 节气门位置传感器（G69） ..................................... 错误!未定义书签。 3.2 进气压力传感器（G71） ....................................... 错误!未定义书签。 3.3 进气温度传感器（G72） ....................................... 错误!未定义书签。 3.4 氧传感器（G39） ............................................. 错误!未定义书签。 3.5 爆燃传感器（G61） ........................................... 错误!未定义书签。 3.6 霍尔传感器（G40） ........................................... 错误!未定义书签。 3.7 冷却液温度传感器（G62）................................................................... 错误!未定义书签。
卡罗拉1ZR—FE发动机检修 摘要 汽车是当代社会重要而普及的交通工具，汽车的核心是发动机。发动机是汽车的动力来源，它直接影响汽车的机动性、经济型、可靠性、耐久性等，是汽车技术发展的关键。卡罗拉1zr-fe发动机是水冷式4冲程4缸16气门电喷式汽油机，该款发动机还配有两级三元催化转换器，尾气排放达到欧洲III号标准。本文以卡罗拉1zr-fe发动机为研究对象，检修了发动机并熟悉了其内部结构。详细介绍了卡罗拉发动机的检修。现代汽车发动机广泛采用了电子控制系统（以下简称电控系统），系统功能包括燃油喷射控制、点火控制、怠速控制、EGR（废气再循环控制）、配气正时控制、可变进气控制等。电控系统工作是否正常，直接关系到发动机的运转是否正常，因此，发动机电控系统的故障诊断与维修是发动机维修作业的一项重要内容。 关键词 发动机；电喷；心脏；检修；故障诊断；维修
2-4检修可变正时控制系统（VVT-i） 【组织教学】 检查学生出勤，作好学生考勤记录。分好学习小组，选出小组长。 强调学生学习的主体性，强调小组讨论与合作，正确制定计划并实施，小组长起学习组织者作用。 强调实习纪律，做好安全文明生产。 【课题导入】 由于节能与环保的要求，汽车电子控制系统应运而生。传统的配气系统有什么不足之处？可变正时控制系统（VVT-i）有什么优点，如何有效解决此问题？【讲授新课】（3课时） 一、可变正时控制系统（VVT-i）总体组成和工作原理 1、传统的配气系统有什么不足之处？可变正时控制系统（VVT-i）有什么优点，如何有效解决此问题？ 2、可变正时控制系统（VVT-i）有什么优点？引导学生认识可变正时控制
系统（VVT-i）系统总体组成和工作原理。 二、掌握可变正时控制系统（VVT-i）的检测。 1、认读可变正时控制系统（VVT-i）控制电路。 2、检测可变正时控制系统（VVT-i）故障码和主要数据，查阅维修手册，判断故障和分析原因。 三、知识拓展：其他类型的可变正时控制系统。 了解其他类型可变正时控制系统，比较它们之间的异同和优劣。 【技能训练】（2课时） 一、目标任务 掌握可变正时控制系统（VVT-i）检修。 二、分组操作 1、在丰田花冠实训车或者相关实验台架上查找可变正时控制系统（VVT-i）的主要部件和主要传感器。 2、认读可变正时控制系统（VVT-i）电路，小组合作制定检修计划并予以实施。 三、巡回指导 1、观察每个小组的计划制定和学习进展。 2、及时恰当引导，讲解个别难点。 3、注意学生学习的安全操作。 【课程评价】（1课时） 本次课主要讲解了可变正时控制系统（VVT-i）的基本结构和工作原理，可变正时控制系统（VVT-i）工作的三个过程，可变正时控制系统（VVT-i）电路图认读、故障码读取和主要数据的测量；查阅维修手册，分析测量数据并对常见故障的原因进行分析。 小组讨论在可变正时控制系统（VVT-i）检测计划的制定和实施方面有什么成功的地方和需要改进的地方。 个人自我评价课程中的得失，各小组讨论和评价小组成员在实施过程的得失，讨论如何在后续的课程中怎样改进。 最后，老师总结陈词，评价本项目的实施情况，总结得失，提出改进意见。【布置作业】 1、完成课本的作业。 2、试分析可变正时控制系统（VVT-i）常见故障现象是什么，可能的原因有哪些？
VVT: 发动机可变气门正时技术 ( Variable Valve Timing，缩写为VVT)也是当下热门的发动机技术之一，它通过对气门的控制进行进排气的配气，近些年被越来越多地应用于现代轿车上。气门是由引擎的曲轴通过凸轮轴带动的，气门的配气正时取决于凸轮轴的转角。在普通的引擎上，进气门和排气门的开闭时间是固定不变的，这种不变的正时很难兼顾到引擎不同转速的工作需求，VVT 就能解决这一矛盾。简单地说，就是改变进气门或排气门的打开与关闭的时间，可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。目前的气门可变正时系统调节方式有两种：一种是通过调节气门的开闭时间从而达到调整“呼吸”量的效果；另一种是通过调整气门行程改变单位时间的进气流量。但是由于多摇臂和凸轮组机构的介入使得i-VTEC发动机的配气系统相对复杂，运转噪音大，维修使用的成本也大幅增加。优点：经济节油 缺点：不能连续改变气门开启的时间，构造复杂、使 用和维修成本偏高 2. D-VVT发动机采用的是与VVT发动机类似的原理，利用一套相对简单的液压凸轮系统实现功能。不同的是，VVT的发动机只能对进气门进行调节，而D-VVT 发动机可实现对进排气门同时调节，具有低转数大扭矩、高转数高功率的优异特性，技术上比较先进。通俗点讲，就像人的呼吸，能够根据需要有节奏地控制“呼”和“吸”，当然比仅仅能控制“吸”拥有更高的性能。 VVT and DVVT 都不能连续可调，CVVT和D-CVVT对此进行了重大改进
3. CVVT，在发动机技术的上它是英文Continue Variable Valve Timing的缩写，就是连续可变气门正时机构。韩国现代轿车所开发的CVVT是一种通过电子液压控制系统控制打开进气门的时间早晚，从而控制所需的气门重叠角的技术。这项技术根据发动机的工作状态，来延迟或提前进气门的打开时间，它的特点是能够稳定燃烧状态，提高发动机工作效率，降低污染排放，提高燃油经济性。例如伊兰特采用CVVT发动机后与之前相比减少油耗8%以上。可见CVVT只是在发动机进气门加以控制（VVTI与CVVT，只不过所实现的方法不同）。 4.D-CVVT技术是发动机技术的进步，在发动机技术的上它是英文Dual Continue Variable Valve Timing的缩写，就是连续可变进排气门正时机构。它分别连续控制发动机的进气系统和排气系统，此效果如同一个较小的涡轮增压器，能有效地提升发动机动力。与CVVT相比，由于进气量的的加大，也使得汽油的燃烧更加完全，更省油，同时实现低排放的目的。 雪弗兰科鲁兹发动机的可变气门正时系统是在凸轮轴的皮带轮里加上了一套驱动齿轮，当发动机转速发生变化时，ECU就自动将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮里，里面的小涡轮在压力作用下旋转一定的角度，从而改变进气门开启的时间，达到连续调节气门正时的目的。 当发动机启动或关闭时油压控制阀位置受到改变，而使得进气凸轮正时出于延后状态。当引擎怠速或低速负荷时，正时也是处于延后的位置，比增进引擎稳定的工作状态。当在中符合时则进气凸轮在提前的位置，当中低速高负荷时则处于提前角位置增加扭矩输出。而在高速符合时则处于延迟位置以利于高转速操作。当引擎温度较低时凸轮位置则处于延迟位置，稳定怠速降低油耗。
可变气门正时系统常见的故障及原因 可变气门正时系统（Variable Valve Timing, VVT）是现代发动 机技术中常见的一种系统，它能够根据引擎负荷和转速的变化来调整 进气和排气气门的开启时间和持续时间，以提高发动机的效率和性能。然而，像所有机械系统一样，VVT系统也会出现一些常见的故障。接下来，我们将讨论可变气门正时系统常见的故障及原因。 1.油泵故障 可变气门正时系统需要使用润滑油来确保气门正时装置的顺畅工作。如果油泵出现故障，导致油压下降或不稳定，VVT系统的工作也会受到影响。油泵故障的原因可能是油泵本身的磨损或损坏，也可能是 油路堵塞或漏油等问题。 2.油路堵塞 油路堵塞也是引起VVT系统故障的常见原因之一。如果油路堵塞，导致润滑油无法正常到达气门正时装置，将造成气门正时装置的摩擦 增加，最终影响到系统的正常工作。
3.电磁阀故障 可变气门正时系统中的电磁阀负责控制进气和排气气门的开启和关闭，如果电磁阀出现故障，将导致气门无法按照预定的正时工作，引起引擎性能下降或工作不稳定。电磁阀故障的原因可能是电路短路或断路，电磁阀本身的磨损或损坏等。 4.传感器故障 VVT系统中的传感器负责监测引擎负荷和转速等参数，并根据这些参数来调整气门的正时。如果传感器故障，将导致系统无法准确地控制气门正时，影响到引擎的工作效率和性能。传感器故障的原因可能是传感器本身的损坏或电气连接问题。 5.油品污染 如果使用劣质的润滑油，其中可能含有杂质和污染物，会导致VVT 系统内部的阀门和机械部件受到损害，进而影响系统的工作效果。因此，定期更换机油和使用合适的机油是保障VVT系统正常工作的重要因素。 6.连杆和活塞偏心
技师论文--汽车节气门常见故障及其检修方法
摘要 本论文讲述的是机械汽车节气门与电子节气门的区别以及电子节气门基本结构，工作原理与控制系统。并且运用实例故障进行分析。通过指出传统节气门的弊端指出电子节气门的优势和不足之处，而在种种相比之下可以看出电子节气门的普及是势在必然的。最后希望为大家以后对节气门的认识和理解以及故障排除有帮助。 关键词：节气门区别结构与原理故障排除
绪论 随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上电子技术的应用越来越广泛，汽车电子化的程度越来越高。汽车节气门俨然成了汽车不可忽视的一部分，我们知道，操纵节气门开度就能控制可燃混合气的流量，改变发动机的转速和功率，以适应汽车行驶的需要。驾驶员通过操作加速踏板来操纵节气门开度。加速踏板和节气门的连接方式有两种：刚性连接和柔性连接。传统油门采用刚性连接，即通过拉杆或拉索传动连接加速踏板和节气门的机械连接方式，因此节气门开度完全取决于加速踏板的位置，即驾驶员的操作意图，但从动力性和经济性角度来看，发动机并不总是完全处于最佳运行工况，而且驾驶员的误操作也给安全性带来隐患。这种传统油门应用范畴受到限制并缺乏精确性，在日新月异的汽车电子技术发展形势下，一种电子油门（ETCS）应运而生。虽说汽车已进入了电子控制的时代。但是技术的革新也为广大的汽车维修工带来了不少麻烦，针对电子节气门检修方法，以下就以奥迪汽车为例针对节气门问题进行说明。 1．节气门种类区分与认识 我们所说的节气门其实就是常说的油门，由油门踏板控制。用来调节空气的进气量。目前主要有两种：一种是机械式。通过踩踏油门踏板，带动踏板下与节气门连接的钢索来开闭节气门。这种结构正逐步被淘汰。最新的是电子节气门，油门踏板与节气门之间没有传统的钢索连接，而是通过电子传感器进行控制，控制精度更高、改善了油门迟滞现象。