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。
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槽分隔成两个腔室，提前腔和延迟腔。凸轮轴正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相对壳体转动，从而使凸轮相对曲轴的位置发生变化，改变配气相位。
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，发动机停止时，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，叶片可相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，此弹簧在提前侧施加扭矩，从而确保锁销的啮合。
1.2凸轮轴正时机油控制阀
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来自发动机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
丰田卡罗拉VVT-i系统构造及故障检修
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
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作状态实时地对正时相位进行调整。
双VVT-i的配气相位，如图8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4所示，双VVT-i系统根据不同的区域(如图5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。
图4VVT-i系统配气相位图图5发动机典型工作区域图VVT-i在不同工作状态下实现的正时功能如表1所示，气门正时功能图中顺时针箭头表示往相位滞后方向调整，反时针箭头为相位往提前方向调整。
表1VVT-i典型工作状态实现的正时功能
广州丰田公司
2VVT-i系统故障检修
当双VVT-i系统出现故障时，发动机在各工况下不能以最佳的配气相位进行进气和排气，可能伴随的故障现象有，发动机怠速发抖，行驶时动力下降，油耗增加，车辆行驶中突然熄火，发动机故障指示灯常亮。
以故障码P0011为例，说明故障检查思路:
1)用仪器检查DTC，如果有其他故障，先对其他故障排除。
2)使用智能检测仪操作进气凸轮轴的机油控制阀，进行主动测试(进行主动测试时，应打开空调；发动机起动时，发动机温度应为30℃或者更低)。表
2VVT-i系统常见故障代码
(1)当机油控制阀打开，发动机怠速不稳或失速，清除故障代码,
检查间歇性故障，此时可能是线束、连接器、端子引起接触不良。
(2)发动机转速不变化，说明诊断仪无法控制机油控制阀，以此按
以下步骤检查各部件。
3)检查凸轮轴正时控制阀总成
拆下凸轮轴正时机油控制阀总成；测量电磁阀电阻，标准:6.9Ω~
7.9Ω。将蓄电池正电压施加到端子1，负电压施加到端子2，检查阀的
工作情况。正常：阀迅速移动。
4)检查线路和连接器，检查导线无短路、断路对搭铁无短路现象。
断开机油控制阀连接器和ECU连接器，检查机油控制阀连接器到
ECU之间导线的电阻，应小于1欧姆，导线与车身搭铁，两根导线之
间的电阻大于10千欧姆。
5)检查机油控制阀滤清器，检查滤网有无阻塞，在凸轮轴轴承座
上有油道经滤网到机油控制阀。
6)检查凸轮轴正时齿轮总成。将正时链条绕在凸轮轴正时齿轮
上，用游标卡尺测量齿轮和链条的直径，不得小于最小直径96.8mm,
否则，更换链条和齿轮。
7)检查曲轴、凸轮轴正时记号。拆开正时链条盖，转动曲轴，直到
链条的颜片和皮带轮上的标记对准，检查气门正时。
8)以上步骤均没有问题则更换ECU。
3结论
丰田卡罗拉1ZR-FE双VVT-i发动机为汽车带来了优异的性能
表现、出的燃油经济性、舒适性和低排放。本文通过对丰田卡罗拉
VVT-i系统的结构和工作原理进行阐述，并对该系统(下转第71页)工作
状态
工作
区域
气门正时功能的实现目的与作用
在怠
速、轻
载、低
温和
启动
时
A
发动机转，进气量少、为防止出现缸
内新鲜充量向进气管内的倒流,
VVT-i控制进气门相位滞后排气门
相位提前，即减小了进气门的叠开
角，以便稳定燃烧，增加低速转矩,
提高燃油经济性和环保性。
中等
载荷B
发动机工作在中等负荷，属于常用
工况，为了降低NOX排放,VVT-i
控制提早进气门开启角，推迟排气
门关闭角，其目的是让部分废气倒
流入进气管，降低了进入气缸的氧
含量和混合气的燃烧温度，起到提
高内部EGR率的效果，从而降低
NOX的排放；令另一方面，这一配气
相位的好处也能降低泵气损失，改
善燃油经济性。
高速
重载C
发动机工作在这一工况时，由于发
动机转速较高，相当于发动机的换
气时间缩短，因此,VVT-i控制排气
门开启角度提前，同时应推进进气
门迟闭角，以最大程度的利用高转
速的气流惯性，充分进行过后充气,
提高充气效率，满足发动机高速时
动力性的要求。
低中
转速、
大负
荷
D
发动机转速低、负荷大,VVT-i控制
排气门相位，使之适当推迟，即排气
门开启角推迟，同时控制进气门相
位提前，即减小进气迟闭角，这样可
提高充气效率，减小泵气的损失，使
发动机获得最大转矩。
DTC代码检测项目故障部位
P0010凸轮轴位置
“A”执行器
电路
1.进气侧凸轮轴正时机油控制阀电路断路或短路
2.进气侧凸轮轴正时机油控制阀总成
3.ECM
P0011
凸轮轴位置
“A”正时过
于提前或系
统性能
1.进气侧凸轮轴正时机油阀总成
2.机油控制阀滤清器
3.凸轮轴正时齿轮总成
4.ECM
5.气门正时
P0012凸轮轴位置
“A”正时过
于滞后
1.进气侧凸轮轴正时机油控制阀总成
2.机油控制阀滤清器
3.凸轮轴正时齿轮总成
4.ECM
5.气门正时
P0013凸轮轴位置
“B”执行器
电路
1.排气侧凸轮轴正时机油控制阀电路断路或短路
2.排气侧凸轮轴正时机油控制阀总成
3.ECM
P0014
凸轮轴位置
“B”正时过
于提前或系
统性能
1.排气侧凸轮轴正时机油阀总成
2.机油控制阀滤清器
3.排气凸轮轴正时齿轮总成
4.ECM
5.气门正时
P0015凸轮轴位置
“B”正时过
于滞后
1.排气侧凸轮轴正时机油阀总成
2.机油控制阀滤清器
3.排气凸轮轴正时齿轮总成
4.ECM
5.气门正时
P0016曲轴-凸轮
轴位置相关
性(SA)
1.机械系统(正时链条跳齿或链条拉长)
2.凸轮轴正时机油控制阀(进气凸轮)
3.机油控制阀滤清器
4.凸轮轴正时齿轮总成(进气凸轮)
5.ECM
P0017曲轴-凸轮
轴位置相关
性(SB)
1.机械系统(正时链条跳齿或链条拉长)
2.凸轮轴正时机油控制阀(排气凸轮)
3.机油控制阀滤清器
4.凸轮轴正时齿轮总成(排气凸轮)
5.ECM
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0引言
硅酸盐物理化学是高职院校材料工程技术专业学生必修的一门重要的专业基础课，主要讲授本专业范围内各种物理化学过程的变化和规律性，为学习专业课打下理论基础。但受教材、教学模式、教师教学观念、课时安排以及学生态度等因素的制约，教学效果欠佳。为了提高教育教学质量，我院根据材料工程技术专业人才的培养目标，对《硅酸盐物理化学》本门课程内容进行了适当的调整，同时，结合我院的教学环境以及学生的实际情况，在教学过程中了进行了各种各样行之有效的改革，并取得了一定的成效。
1多样化的教学内容表现形式
针对高职院校学生的特点，通过多样化的教学内容表现形式，可以使学生更容易接受应掌握的理论知识。
通过将理论知识和应用技能整合在一起，形成以就业为导向的项目教学方式。理论教学中引入实际工程案例，由浅入深地讲述相关理论知识和实际应用案例。例如：在讲热力学基本公式时，通过多列举热力学在硅酸盐材料应用方面的实例，加深理解，提高学习兴趣。
利用“暗盒”游戏原型，组织学生进行讨论、启发式教学。将学生进行合理的分组，每个小组布置一个大课题，每个学生都布置有相应的小任务，进行任务驱动导向性教学。
采用多媒体电子课件，省去板书过程中画图的时间，课堂中可以有更多的时间来讲述和讨论。另外，通过三维软件的演示，可以获得更加完整简捷的展示。例如在讲述"晶体结构"时，采用生动形象的多媒体演示，教学效果更好。
充分利用实习实训基地，通过专业认知实习和专业生产实习，使学生加深理论知识的理解，也提高了理论联系实际的能力。
2多种教学方法的运用
2.1自学指导法
在教师讲述理论后，布置学生以小组为单位查阅相关资料或结合工厂实际，各自表述其心得体会，学生提出的问题最好让学生自己解决，但教师要把好最后一关，培养学生的自学习惯和能力。2.2分组讨论法
在教学过程中，成立学习小组，在教师的指导下由学生就某个问题展开讨论，而后教师进行总结。通过这种方法极大地提高了学生学习的主动性和创造性。2.3多媒体教学法
利用和发挥多媒体教学的优势，把难讲、难懂的教学内容用形象、
直观的多媒体演示展现给学生，降低了教学难度，提高了教学质量提高教学效果。例如在讲述"晶体结构"时，采用生动形象的多媒体演示，教学效果更好。2.4现场教学法
充分利用校内外实训基地，组织学生到与专业相关的工厂进行现场教学，让学生身临其，丰富第一手知识，提高学生的实践能力，取得事半功倍的教学效果。
3多元化的教学效果评价
3.1校外评价
授课教师每年利用寒暑假到各相关单位和相关高校进行调研，请各单位的高级工程师及相关高校专业教师对于《硅酸盐物理化学》这门课程提出宝贵意见，以便进一步深化教学改革。3.2校内评价
学校实行教学督导组听课和老师相互听课的制度，督导组专家和老师对《硅酸盐物理化学》这门课程都给予了很高的评价，同时也指出现有教学过程中的不足，有利于促进教学改革。
学校每学期还会组织学生进行教学评价。通过学生对教学效果的反馈，便于授课教师能更清楚地了解学生对该门课程的掌握程度、教学方式的接受程度以及学生认为这门课程的难点所在，为后续教学改革指明方向。
4结语
新世纪高职院校专业人才培养对高职院校《硅酸盐物理化学》提出了更高要求。只有对《硅酸盐物理化学》这门课程的教学内容的表现形式、教学方法、教学效果评价方式等进行不断的改革和创新，才能充分提高学生对硅酸盐物理化学课程的重视程度，有利于激发学生的学习热情，调动学生的学习积极性。这对于培养高职学生的理论联系实际的能力，提高学生的创新能力具有重要意义。
[1]李丽霞.硅酸盐物理化学[M].天津：天津大学出版社,2010.
[2]张铭，胡达，陈红萍，等.独立学院物理化学实验教学探索与实践[J].科教导刊,2013(28):100-101.
[3]曹菲菲，原弘，张瑾华，等.高等农业院校物理化学实验教学创新探讨[J].安徽农业科学,2013,41(21):9167-9169.
[责任编辑：丁艳]
《硅酸盐物理化学》教学改革探索
袁纯红1杨舜伊1蒋高华2
(1.昆明工业职业技术学院，云南昆明650302;2.云南能源职业技术学院，云南曲靖655001)
【摘要】《硅酸盐物理化学》是高职院校材料工程技术专业学生必修的一门重要的专业基础课，在培养高素质应用型人才方面起着重要的作用。本文就《硅酸盐物理化学》这门课程课程教学内容、教学方法及教学考核评价的改革进行了探讨。
【关键词】硅酸盐；物理化学；教学改革；探索
【Abstract 】The silicate physical chemistry is required of students majoring in materials engineering technology in higher vocational colleges is an important professional basic course,in the aspect of cultivating high-quality applied talents play an important role.In this paper,the silicate physical chemistry course teaching this course content,teaching methods and teaching evaluation are discussed in this paper.
【Key words 】Portland;Physical chemistry;The teaching reform;To explore
作者简介：袁纯红(1983—)，女，湖南永州人，昆明工业职业技术学院建筑工程学院，助教，从事材料工程技术专业教学和研究。
(上接第101页)产生的故障码和每个部件的检查方法作了详细说明，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。
[1]王会，刘朝红.汽车发动机构造与维修(新编版)[M].北京：人民交通出版社,
2011.
[2]丰田汽车公司.COROLLA 修理手册(ZRE151,152系列
)，第1册[S].丰田汽车公司,2007.
[责任编辑：丁艳]
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