丰田卡罗拉VVT―i系统构造及故障检修

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1、丰田卡罗拉WT-i系统构造及故障检修丰田卡罗拉VVT-i系统构造及故障检修【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；

2、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VariableValveTiming-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

3、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

4、示。ECU储存了最佳气门正吋参数值，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。图1VVT-i系统结构组成1.1VVT-i控制器VVT-i控制器由受正时链条驱动的壳和与进气或排气凸轮轴结合在一起的叶片组成。进气和排气侧均有4个叶片，叶片的宽度比壳的槽宽小；每个叶片将壳体上的每个

5、槽分隔成两个腔室，提前腔和延迟腔。凸轮轴止时机油控制阀通过凸轮轴上的油道控制提前腔和延迟腔的压力，使机油压力推动叶片和对壳体转动，从而使凸轮相对曲轴的位置发生变化，改变配气和位。1.1.1进气侧VVT-i控制器在进气侧VVT-i控制器中安装有锁销，发动机停止吋，锁销将进气凸轮轴锁止在最延迟端（此时，排气凸轮轴在最提前端），气门无叠开角，以确保发动机的正常起动。发动机起动后，机油压力推动锁销解除锁止，叶片可和对壳体在圆周方向转动，如图2所示。图2进气侧VVT-i控制器1.1.2排气侧VVT-i控制器在排气侧VVT-i控制器采用了辅助弹簧，发动机停止时

6、，此弹簧在提前侧施加扭矩，从而确保锁销的啮合。1.2凸轮轴止时机油控制阀进气侧及排气侧各安装有一个正时机油控制阀，凸轮轴正时机油控制阀根据來自发动机ECU的占空因数控制滑阀。这样，来自机油泵的油压可以施加到VVT-i控制器的提前侧或延迟侧，推动凸轮改变相对于曲轴的位置。发动机停机时，凸轮轴正时机油控制阀将处于最延迟位置。1.3VVT-i系统工作原理VVT-i系统有两个凸轮轴位置传感器和两个凸轮轴止时液压控制阀。发动机ECU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确定对叶轮正时的控制指令，液压控制电磁阀根据ECU来的控制信号推动滑阀，如

7、图3所示。图3VVT-i系统工作原理图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，另一个方向是提前室容积减小、滞后室容积增加，前者配气和位提早，后者配气相位推迟。当ECU判断不需要调整配气相位吋，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和应的理想位置。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,对冃标叶轮止时进行控制，使凸轮轴的位置精确地处于理想的相位。与此

8、同吋，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，以根据发动机工作状态实吋地对正吋相位进行