通过对发动机冷车起动后怠速急速抖动故障维修排除引发的新维修思路
一、摘要：
经过对一辆花冠（配备1ZZ-FE）发动机在冬季冷车起动后，约15S左右的时间内，发动机冷怠速急速抖动，应用传统维修方法和现代诊断思路（智能诊断设备、维修数据依据）准确的排除故障。
二、关键词：低温，冷怠速，急速抖动，VVT-i，正时控制，正时控制电磁阀
三、内容：
一）故障现象：花冠2006款，1ZZ-FE发动机，在冬季冷车起动着车2~3S后，约15S左右的时间内，发动机冷怠速急速抖动，此时间段一过，发动机怠速运转正常，
二）维修前确认：
1，确认故障确实是这样；
2，通过丰田IT-II智能检测仪进行检测，没有“当前故障码”和“历史故障码”的记录；3，此故障只是发生低温起动的时段，特别是早上冷车起动；
4，稍热车后怠速运转正常，并经过路试实测的动态数据与维修资料数据相吻合；路试时的怠速工况、加速（缓加速/急加速）功况时的性能均良好。
三）维修思路：引发发动机冷怠速急速抖动的原因项：（表1）
1，混合气过稀：2，混合气过浓：
①进气系统有漏真空现象；①火花塞自洁温度达不到；
②火花塞间隙太大；②氧传感器信号（此时间段处在闭环）；
③喷油嘴或进气门/气缸内积严重；③喷油嘴漏油；
④水温传感器故障；④水温传感器故障（过浓信号）；
⑤配气正时偏早；⑤发动机ECU
⑥废气再循环阀关闭不严；（此车无）
⑦发动机ECU程序（或电子元件）不良；
3，冷车及热车时的数据与标准数据对比
四）初步检测：
1，拆检火花塞，没有积碳，点火间隙符合标准值，观察其没有漏气烧损现象；
2，检查点火线圈子冷态与热态时的电阻符合标准值，
vvt发动机是什么意思冷态低压侧：900Ω，高压侧：10KΩ；
3，检测曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器冷热阻值符合标准：
冷态时分别为：1620Ω/860Ω左右，热态时分别为：1890KΩ/970KΩ左右；
4，检测发动机水温传感器，冷车15℃测值3.5KΩ，80℃测值310Ω，测量值符合；
5，因为冷车起动后没有正时链的异响，没有检测正时链条部位；
6，拆检VVT-i正时控制阀，测量电阻值：63.5Ω在正常范围内；通电测试能正常动作，并能听到“咔”的声响；
五）所测冷车时的数据：
2000
1500
1000
500
发动机转速（图1）t
40
30
20
10
0℃
发动机水温（图2）t
ON
OFF
所测的VVT-i控制数据（冷怠速段）（图3）t
六、了解丰田VVT-i结构及控制原理：
丰田VVT-i系统的全称是：Variable Valve Timing，也叫智能配气正时控制；
采用VVT-I（双智能正时可变气门）系统，能使进气凸轮轴在40°和35°（曲轴的角度）范围内，提供更适合发动机运行状态的配气正时。能改善所有转速范围内的扭矩，提高了动力性和燃油经济性，减少了废气排放。
一）VVT-i系统结构图如下图：
VVT-i系统结构图（图4）
图5
该系统的结构组成如图4、5所示。主正时链驱动进气侧的VVT-i控制器外壳的链轮，外壳上的另一链轮驱动副正时链，并同时驱动排气侧VVT-i控制器外壳。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。
图6
回位弹簧的作用（如图6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。
二）Dual VVT-i控制系统组成如图7所示，单VVT-i有1个凸轮轴位置传感器和1个凸轮轴正时液压控制阀。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（如图7）。
输入信号/传感器ECU执行器
Dual VVT-i系统控制原理图（图7）
图8
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8中
红箭头方向），另一个方向是提前室容积减小、滞后室容积增加（如图8中蓝箭头方向），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，以根据发动机工作状态实时地对正时相位进行调整。
三）VVT-i系统液压控制原理图如下：
发动机ECU根据各传感器的输入，处理后输出占空比信号控制OCV阀位置，使VVT-I 达到三种工作模式：提前，延迟和保持；
在提前状态下，OCV阀的阀芯靠近最内侧；
在延迟状态下，阀芯靠近电磁阀的最外侧；
在保持模式下，阀芯被控制停靠在中间位置。其工作示意图如下图9所示。
图9
四）Dual VVT-i功能的实现
双VVT-i的配气相位如图10所示，能同时对进、排气门的开启和关闭正时进行控制，也就是能控制进、排气门打开和关闭的最大提前角和最大迟闭角。这一系统根据发动机不同的工作状态，连续地调节进、排气门的闭合角度。发动机的工作状态大致分为4个区域（如图7右所示），双VVT-i系统根据不同
的区域（如图7右所示的A、B、C及D区域）可以完全实现对配气相位进行智能调整
双VVT-i控制相位图（图10）