相位調節器的總體結構與工作原理

為改善各工況下汽缸的燃油混合氣充填,2.0 升引擎配備了進氣門凸輪軸相位調節器。

進氣門關閉時刻的偏移可依曲軸轉速最佳化汽缸的燃油混合氣充填。其結果是中負荷工況下的扭矩提高,高曲軸轉速下的功率提高。

工作原理:

  • 在高曲軸轉速下,進氣門較晚關閉可藉由混合氣的高流速提供額外的燃油混合氣。
  • 在不高曲軸轉速下,混合氣運動慣性不大。因此希望排氣門較早關閉,以避免汽缸充填不足及因部分新鮮混合氣被排出而損失扭矩。
  • 曲軸轉速越高,進氣門關閉應越晚。
相位調節器工作示意圖
相位調節器的工作原理

相位調節器要麼關閉,要麼由噴射系統 ECU 透過安裝於汽缸蓋罩上的電磁閥控制(見圖 2)。電磁閥與高壓線圈以單一螺栓固定(圖 3)。

相位調節器電磁閥
相位調節器控制電磁閥

相位調節器的工作模式

控制演算法:

  • 當曲軸轉速在 1500–4300 rpm 範圍內時,ECU 向電磁閥供電。
  • 當超過 4300 rpm 時,電磁閥的供電中斷。
  • 當轉速至 1500 rpm 時,電磁閥不供電。機構由柱塞鎖定。

當超過 4300 rpm 時,相位調節器機構的位置有助於高曲軸轉速下汽缸的充填。在此位置,鎖定柱塞鎖定機構。

自電磁閥供電開始,當曲軸轉速超過 1500 rpm 時,在機油壓力作用下鎖定柱塞退開並釋放機構。

閥門開啟條件:在初始位置,電磁閥關閉。在下列條件滿足時,閥門開啟供油通道以控制相位調節器:

  • 曲軸轉速感知器正常;
  • 凸輪軸位置感知器正常;
  • 噴射系統正常;
  • 引擎啟動後;
  • 引擎不在怠速運轉;
  • 電瓶電壓大於 11.4 V
  • 冷卻液溫度高於 30 °C
  • 引擎在 1500–4300 rpm 範圍內運轉;
  • 負荷大於 87 %(約 900 mbar)。

故障徵兆:當電磁閥卡在開啟位置時,引擎怠速運轉不穩,進氣管內壓力升高。同時引擎運轉噪音增大。引擎甚至可能熄火(曾有引擎無法運轉的案例)。

更換相位調節器

準備作業

注意事項:為更換相位調節器,斷開電瓶負極端子。

順序:

  • 拆下引擎塑膠蓋。
  • 拆下節氣門體(參閱節氣門拆卸文章)。
  • 拆下右前輪。
  • 拆下右葉子板內襯。
  • 拆下引擎下方護板。
旋鬆加強件固定螺帽
用 13 號扳手旋鬆加強件固定螺帽,並取下加強件
拆下附件皮帶
用 16 號梅花扳手轉動附件皮帶張緊器,並拆下附件皮帶

拆下曲軸皮帶輪:旋出輔助機構皮帶輪固定螺栓。為旋出螺栓,鎖定曲軸防止轉動。在機械變速箱中掛入高速檔,助手踩下煞車踏板。

旋出曲軸皮帶輪螺栓
旋出皮帶輪固定螺栓

拆下引擎支架

用千斤頂頂起引擎
透過軟墊用千斤頂頂起引擎
拆下支撐桿
旋出兩顆螺栓,拆下支撐桿

旋出動力總成右後支架的兩顆固定螺栓。

取出右後支架
操作千斤頂或舉升機,取出動力總成右後支架

旋出右前支架固定螺栓。

旋出前支架螺栓
旋出右前支架固定螺栓

取出前支架:升高與降低引擎,取出右前支架,盡量不要損壞冷氣管路。

取出右前支架
取出右前支架

拆下正時護罩並準備設定上死點

拆下正時上護罩
經工藝孔旋出並取出正時上護罩
拆下正時下護罩
旋出並拆下正時下護罩
拆下散熱蓋
旋出散熱蓋固定於汽缸蓋的兩顆螺帽並取出。(這是為了從上方接近以插入上死點固定器)。

拆下塞蓋:刺穿凸輪軸工藝塞蓋並取出。

設定上死點

重要!為不破壞配氣相位,在拆下正時皮帶前必須將曲軸置於第 1 缸活塞上死點位置。

為轉動曲軸,旋入發電機皮帶輪固定螺栓,裝入套筒或一組墊圈。

旋出上死點固定器用塞子
旋出工藝孔中供安裝曲軸上死點固定器用的塞子
上死點時凸輪軸的位置
圖. 上死點時凸輪軸的位置:1 — 凸輪軸。偏離凸輪軸軸線的溝槽 (1) 應位於軸線下方,並幾乎水平地略微偏移。
安裝上死點固定器
圖. 安裝 2.0 升引擎第 1 缸活塞上死點固定器。插入上死點固定器,使其位於平衡器上的孔與曲軸鎖定溝槽之間。

將曲軸朝工作運轉方向略微轉動,使 Mot.1054 固定器位於曲軸鎖定溝槽中。

已安裝的上死點固定器
圖. 安裝上死點固定器:1 — 固定器
安裝 Mot.1496 工具
圖. 安裝配氣相位設定工具:1 — Mot.1496 工具,2 — 螺栓

將 Mot.1496 工具插入凸輪軸溝槽。

拆下相位調節器與正時皮帶

拆下相位調節器(與助手兩人操作):

用螺絲起子固定相位調節器
助手將強力一字螺絲起子插入相位調節器的花鍵之間,如此固定防止轉動
旋出相位調節器蓋與螺栓
在此期間旋出相位調節器蓋與相位調節器螺栓
鬆開張緊滾輪
圖. 用張緊裝置鬆開與張緊正時皮帶

鬆開張緊滾輪的緊度,並拆下滾輪。

拆下正時皮帶
拆下正時皮帶
取出相位調節器
取出相位調節器

安裝

重要!按相反順序安裝相位調節器。安裝時須注意,相位調節器須最後鎖緊。

安裝相位調節器前,須對螺栓與進氣凸輪軸端部進行除油。相位調節器的固定部位須清潔且已除油。

更換相位調節器時主要總成的鎖緊扭矩:

  • 曲軸皮帶輪固定螺栓 — 40 Н·м,再旋緊 110°
  • 凸輪軸齒形皮帶輪固定螺帽 — 30 Н·м,再旋緊 86° ± 6°
  • 導向滾輪螺栓 — 50 Н·м
  • 張緊滾輪軸固定螺帽 — 28 Н·м