Motorer med variabel ventiltid (VVT) har blivit ganska vanliga under det senaste decenniet. Det finns olika versioner av VVT-teknik, men versionen som den här artikeln kommer att fokusera på använder en fasare för att manipulera kamaxelns position och därför ventiltiming.
(Se bild 1)
Phasers finns bara på avgaskammarna eller på både insugs- och avgaskammarna. Ändringen av kamaxelns läge ändrar kamcentrumlinjen och lobseparationsvinkeln mellan insugnings- och avgaskammarna. Detta gör att ingenjörer kan förbättra bränsleekonomin och kraften samtidigt som de fortsätter att uppfylla utsläppsnormerna.
VVT presenterar ytterligare diagnostiska utmaningar och reparationsmöjligheter för servicebranschen, inklusive nya felkoder, så om du inte är bekant med dessa enheter är det dags att förbättra din diagnostiska beredskap genom att undersöka VVT-systemet, dess kontroller och funktion.
Eftersom motorolja är det hydrauliska mediet som får VVT att fungera, är det absolut nödvändigt att motorerna fylls till rätt nivå med ren motorolja med rätt viskositet. Låg oljenivå eller fel viskositet kan resultera i långsamma svarskoder som P000A eller P000B och möjliga körproblem inklusive en upplyst MIL.
Oljetrycket är en annan kritisk faktor i VVT-systemet. När lagren slits och utvecklar spel, kommer oljetrycket att påverkas. VVT-motorer är bearbetade med extra oljekök och är utrustade med en eller flera finmaskiga skärmar för att förhindra att skräp kommer in i komponenter. Om dessa skärmar behöver bytas ut kan hela motorn behöva plockas isär.
VVT-motorer har vanligtvis sensorer som övervakar oljetryck och oljetemperatur och är en del av systemkontrollstrategin. Den huvudsakliga styrkomponenten i kamaxelfasning är oljekontrollventilen (OCV). OCV är en slidventil, ungefär som de som finns i automatiska växellådor, som fungerar som en oljekontrollanordning.
(Se figurerna 2, 3, 4 och 5)
Den avgör vilka portar som tar emot trycksatt olja och vilka som ventileras. PCM (powertrain control module) duty-cycle en solenoid som ändrar ventilens läge. Trycksatt olja går genom OCV till en av kamaxelns lagertappar.
(Se bild 6)
Den flyter sedan genom passager inuti och mot framsidan av kamaxeln. Väl vid kamaxelns nos kommer olja in i kamaxelns fasare.
*Det rekommenderas inte att demontera phasern eftersom de endast säljs som en montering.*
Phasern är en tvådelad mekanism som består av rotorn och phaserkroppen. Phaserkroppen är fysiskt bultad till kamaxelns kedjehjul och rotorn är ansluten till kamaxeln med hjälp av en plugg.
(Se bild 7)
De två delarna kan röra sig cirka 20° (40 vevaxelgrader) oberoende av varandra. Portar inuti phasern leder olja in eller ut ur åtta kammare. Kamrarna är grupperade i två sidor, A och B. När en grupp tar emot trycksatt olja ventileras de andra vilket ger den kraft som krävs för att flytta eller hålla rotorn i förhållande till fasarkroppen. Oljetätningar passar in i bearbetade spår på rotorn för att ge en tät tätning mellan kamrarna.
Ventilerad olja från phaser-portarna går tillbaka genom kamaxeln, kamlagerportarna, genom oljekontrollventilen och rinner sedan in i det främre timinglocket. Inuti phasern griper den fjäderbelastade låsstiftet på rotorn in i phaserkroppen för att låsa ihop de två delarna. Detta förhindrar oljud och potentiellt slitage vid motorstart. Oljetryck krävs för att frigöra låsstiftet.
(Se bild 8)
De låsta phaser-lägena på 2,4L Chrysler-motorn som är demonterad på bilderna är helt retarderade på insugningen och full frammatning på avgaserna. På grund av den medurs rotationen sett från framsidan av motorn, får avgasrotorn ytterligare hjälp från en fjäder för att nå fullt framläge. I standardläget finns det ingen ventilöverlappning.
Elektriskt har OCV-solenoiden två terminaler som ansluts till PCM som ger driftcykelstyrning. Motståndet hos solenoiden och den sida som styrningen är på varierar mellan tillverkare. Som en del av en rengörings- och diagnostisk strategi, cyklas OCV-solenoider vanligtvis i tändningsläge. Oavsett kontrollspecifikationer övervakar PCM solenoidkretsar för fel inklusive öppningar, kortslutningar till jord eller kortslutningar till spänning.
(Se bild 9)
OCV solenoidkrets felkoder inkluderar P0010 och P0013. Förutom att hämta felkoder är skanningsverktyg användbara för att övervaka önskad kontra faktisk kamaxelposition och kan även vara utrustade med användbara ställdonstester och rengöringsrutiner. Vevaxelpositionssensorer (CKP) och kamaxelpositionssensorer (CMP) används av PCM för att bestämma kamaxeln fasfunktionalitet. CMP-tonringar eller triggerhjul är vanligtvis anslutna till själva kammen snarare än kedjehjulet. När PCM beordrar OCV-solenoiden att avancera eller retardera, jämförs CMP-mönster med CKP-mönster för att avgöra om kommandot utförs. Ett varians- eller felvärde beräknas. När variansen når en viss punkt deklareras ett fel. Dessa inkluderar DTC:erna P0011 och P0014, som är målprestandafel. Detta gör det också viktigare än någonsin att kamaxelns timing ställs in korrekt vid kamaxel- eller remservice. Ett CKP- eller CMP-sensorfel kan också få PCM:n att inaktivera eller begränsa VVT-drift.
Eftersom fordonstillverkare måste använda alla verktyg de har till deras förfogande för att möta kraftigt ökande CAFE-krav (företagens genomsnittliga bränsleekonomi), är det troligt att vi kommer att se fler VVT-utrustade motorer. Dessa system är välkonstruerade och har visat sig vara tillförlitliga. Med detta sagt är värme, ålder, slitage och bristande underhåll sannolikt orsaker till eventuella fel. Att titta på dessa komponenter, inklusive de finmaskiga skärmarna, ger ett stort incitament att hålla oljan byts regelbundet. Förhoppningsvis gör denna titt på systemkomponenterna, kontrollerna och driften dig redo i tid för att serva det växande antalet VVT-utrustade fordon.
