◆文/山東 劉華

2016 年全國職業(yè)院校技能大賽高職組“一汽—大眾”杯汽車檢測與維修賽項(xiàng)于2016 年6 月1 日-2 日在長春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校舉行，比賽采用實(shí)操考核形式，分為“汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)檢修”、“汽車電氣系統(tǒng)檢修”兩個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行，考試車型為2012 款邁騰1.8TSI+DSG 基本型。其中“汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)檢修項(xiàng)目”在整車上同時(shí)設(shè)置了5 個(gè)故障點(diǎn)，涵蓋三個(gè)故障類型，一是啟動時(shí)啟動機(jī)不轉(zhuǎn)動，此類型設(shè)置2 個(gè)故障點(diǎn)：15 供電繼電器J329 故障及起動機(jī)30 接線柱無常電源；二是啟動時(shí)啟動機(jī)轉(zhuǎn)動正常但發(fā)動機(jī)毫無著火跡象，此類型設(shè)置2 個(gè)故障點(diǎn)：燃油泵控制單元J538 的常電源缺失及點(diǎn)火線圈的總供電缺失；三是發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不良，此處設(shè)置故障點(diǎn)為可變進(jìn)氣VIS 系統(tǒng)電磁閥連接的兩根氣管位置互換。由于考試時(shí)間有限，大部分考生對VIS 系統(tǒng)的原理及檢修方法準(zhǔn)備不足，未能排除該故障。常見的VIS 系統(tǒng)包含改變進(jìn)氣歧管的長度及改變進(jìn)氣歧管的橫截面積等兩種類型。下文以一汽大眾邁騰車(1.8TSI+DSG 基本型)、奇瑞A3 車(1.8L 缸外噴射發(fā)動機(jī))為例，詳細(xì)介紹上述兩個(gè)車型安裝的VIS 系統(tǒng)的原理及檢修方法。

可變進(jìn)氣VIS 系統(tǒng)(Variable Intake System) 是利用發(fā)動機(jī)工作時(shí)進(jìn)氣管道的進(jìn)氣動態(tài)效應(yīng)來提高進(jìn)氣終了的壓力，從而提高進(jìn)氣效率，以達(dá)到在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)增大扭矩和功率之目的。

為便于分析，常將進(jìn)氣動態(tài)效應(yīng)視為進(jìn)氣慣性效應(yīng)和波動效應(yīng)共同作用的結(jié)果。進(jìn)氣慣性效應(yīng)是指利用進(jìn)氣行程時(shí)進(jìn)氣管內(nèi)的高速流動的氣體慣性作用來提高充氣效率。在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣行程前期，由于活塞下行程的吸入作用，汽缸內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。新鮮空氣從進(jìn)氣管進(jìn)入，同時(shí)傳出負(fù)壓波，經(jīng)進(jìn)氣門、缸蓋進(jìn)氣道，沿進(jìn)氣管向外傳播。當(dāng)負(fù)壓波傳送到穩(wěn)壓室等空腔的開口端時(shí)，又從開口端向汽缸方向反射回正壓波。如果進(jìn)氣管的長度和直徑適當(dāng)，從負(fù)壓波發(fā)出到正壓波返回到進(jìn)氣門所經(jīng)歷的時(shí)間，正好與進(jìn)氣門從開啟到關(guān)閉所需的時(shí)間配合，即正壓波返回到進(jìn)氣門時(shí)，恰逢進(jìn)氣門關(guān)閉前，從而提高了進(jìn)氣門的正壓力，起到增壓作用達(dá)到提高充氣效率的效果。進(jìn)氣波動效應(yīng)是指利用進(jìn)氣門關(guān)閉后，進(jìn)氣管的氣流還在繼續(xù)來回波動，在進(jìn)氣管中周而復(fù)始的來回傳播，致使進(jìn)氣門處的壓力時(shí)高時(shí)低。如果進(jìn)氣管的形狀，長度和直徑選擇恰當(dāng)，有利于壓力波的反射和諧振，使正壓力波與下一循環(huán)進(jìn)氣過程相疊加，提高進(jìn)氣終了時(shí)的壓力，從而提高充氣效率的目的。

一、改變進(jìn)氣歧管橫截面積，以邁騰車VIS 系統(tǒng)為例

邁騰車（1.8TSI+DSG 基本型）VIS 系統(tǒng)屬于改變進(jìn)氣歧管橫截面積的類型，主要由真空泵( 葉片式)、VI S 電磁閥、VI S 執(zhí)行器( 膜片式)、進(jìn)氣翻板總成、進(jìn)氣歧管翻板電位計(jì)及真空連接管路等組成( 圖1)。

1.真空泵

真空泵由排氣凸輪軸直接驅(qū)動，屬于葉片式結(jié)構(gòu)，發(fā)動機(jī)工作時(shí)真空泵為VIS 系統(tǒng)及制動助力等提供穩(wěn)定的真空源( 圖2)。

2.VIS 電磁閥

VIS 電磁閥上有兩個(gè)氣管路連接接頭，分別與VIS 執(zhí)行器及真空泵連接，還有與大氣相通的濾清器及蓋( 圖3)。發(fā)動機(jī)ECU 通過控制VIS 電磁閥，實(shí)現(xiàn)通往VIS 執(zhí)行器的是供給與濾清器連接大氣還是供給來自于真空泵的真空。當(dāng)VIS 電磁閥不通電時(shí)，接VIS 執(zhí)行器的管路通過濾清器與大氣相通，而與接真空泵的管路切斷。當(dāng)VIS 電磁閥通電時(shí)，接VIS 執(zhí)行器的管路與大氣切斷，轉(zhuǎn)而與接真空泵的管路接通，將真空泵產(chǎn)生的真空作用在VIS 執(zhí)行器上，通過拉桿及轉(zhuǎn)軸搖臂使進(jìn)氣翻板轉(zhuǎn)動打開。

3.VIS 執(zhí)行器

VIS 執(zhí)行器為常見的真空膜片式結(jié)構(gòu)，通過膜片分成上、下兩個(gè)腔。上腔通過真空管與VIS 電磁閥連接，下腔通大氣。膜片上裝有一個(gè)與膜片聯(lián)動的拉桿，拉桿的另一端與進(jìn)氣翻板總成的轉(zhuǎn)軸搖臂相連接，膜片的上端有一個(gè)膜片彈簧，起到翻板總成回位的作用。

4. 缸蓋進(jìn)氣道隔板及進(jìn)氣翻板總成

汽缸蓋的每個(gè)進(jìn)氣道被隔板分成兩部分如圖4( 圖中隔板為人為取出)，下半部分由進(jìn)氣翻板控制，當(dāng)進(jìn)氣翻板關(guān)閉時(shí)( 圖5)，進(jìn)氣翻板將進(jìn)氣道的下半部分關(guān)閉，利用上半部分進(jìn)氣；當(dāng)進(jìn)氣翻板打開時(shí)( 圖6)，進(jìn)氣道的上半部分、下半部分同時(shí)進(jìn)氣。另外，在進(jìn)氣翻板總成的最前端同軸設(shè)置了進(jìn)氣歧管翻板電位計(jì)，向發(fā)動機(jī)ECU 提供進(jìn)氣翻板的開度信號（圖7）。

5.VIS 系統(tǒng)電路圖

VIS 系統(tǒng)用的電磁閥N316 及進(jìn)氣歧管翻板電位計(jì)G336的電路圖如圖8 所示。進(jìn)氣歧管翻板電位計(jì)為3 針插頭，1＃端子為5V 電源、2 ＃端子為進(jìn)氣翻板的開度信號、3 ＃端子為搭鐵。VIS 電磁閥為2 針插頭，1＃端子為供電端，通過SB18 保險(xiǎn)與主繼電器J271 的87 ＃端子連接，2 ＃端子與發(fā)動機(jī)控制單元J623 的T60/20 連接。

6.VIS 系統(tǒng)工作原理

大眾系列缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)，由于采用分層稀混合汽燃燒，發(fā)動機(jī)電控單元J623 對VIS 電磁閥N316 采用了占空比控制方式。目前，國內(nèi)大眾生產(chǎn)的缸內(nèi)直噴發(fā)動已改為均質(zhì)燃燒，用示波器測量VIS 電磁閥N316 的2 ＃端子的電壓波形，發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電壓波形為一條電源電壓的直線，加油門當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3 000r/min 左右時(shí)，電壓波形變?yōu)橐粭l接近0 的直線，收油門當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降到3 000r/min 時(shí)，電壓波形又變?yōu)橐粭l電源電壓的直線。上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到30 00r/min 時(shí)，VIS 電磁閥通電，將來自于真空泵的真空送往VIS 執(zhí)行器，使進(jìn)氣翻板打開。說明發(fā)動機(jī)電控單元對VIS 電磁閥的控制并不是占空比控制方式，VIS 電磁閥只是一個(gè)開關(guān)式的電磁閥。

當(dāng)發(fā)動機(jī)著火后怠速運(yùn)轉(zhuǎn)或發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速小于3000r/min 時(shí)，發(fā)動機(jī)電控單元控制VIS 電磁閥不通電，電磁閥內(nèi)的柱塞在回位彈簧的作用下右移，此時(shí)VIS 電磁閥將接VIS 執(zhí)行器的膜片上腔與通過濾清器和大氣相通，VIS 執(zhí)行器膜片的上、下腔都通大氣，在膜片上端膜片彈簧的作用下，膜片下移，拉桿及轉(zhuǎn)軸搖臂向下擺動，使進(jìn)氣翻板關(guān)閉( 圖9a)，缸蓋進(jìn)氣道的下半部分被堵死，增壓中冷并經(jīng)節(jié)氣門計(jì)量后的空氣只能通過缸蓋進(jìn)氣道的上半部分進(jìn)入燃燒室。

當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3 000r/min 及以上時(shí)，發(fā)動機(jī)電控單元控制VIS 電磁閥通電，電磁閥內(nèi)的柱塞在電磁吸力作用下克服回位彈簧的彈力左移，VIS 電磁閥將來自于真空泵的真空送往VIS執(zhí)行器的上腔，VIS 執(zhí)行器內(nèi)的膜片下腔( 通大氣) 與上腔( 通真空) 的壓力差克服膜片彈簧的壓力，膜片上移，通過拉桿及轉(zhuǎn)軸搖臂，使進(jìn)氣翻板打開( 圖9b)，缸蓋進(jìn)氣道的上部分及下部分都允許空氣進(jìn)入。當(dāng)發(fā)動機(jī)熄火后，VIS 電磁閥斷電，進(jìn)氣翻板又將關(guān)閉。

7.VIS 系統(tǒng)檢修方法

(1) 初步觀察

通過上述對VIS 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理分析，發(fā)動機(jī)著火后加油門當(dāng)轉(zhuǎn)速提高到3 000r/min 時(shí)，進(jìn)氣翻板應(yīng)完全打開。因此，初步判斷VIS 系統(tǒng)是否工作，最快捷的方法是將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速提高至3 000r/min 時(shí)，觀察VIS 執(zhí)行器的拉桿及轉(zhuǎn)軸搖臂是否動作，若不動作，則說明VIS 系統(tǒng)肯定存在故障，應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行檢查。

(2) 讀取故障碼及數(shù)據(jù)流

大眾系列缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)VIS 系統(tǒng)普遍安裝了進(jìn)氣歧管翻板電位計(jì)，其作用是向發(fā)動機(jī)控制單元提供進(jìn)氣翻板的實(shí)際開度信號。當(dāng)進(jìn)氣翻板開度的實(shí)際值與目標(biāo)值之差超過標(biāo)定值時(shí)，發(fā)動機(jī)控制單元就會儲存故障碼。

當(dāng)VIS 系統(tǒng)存在故障時(shí)，用診斷儀會讀取到08213(P2015)故障碼，其含義為“進(jìn)氣管風(fēng)門位置/ 運(yùn)行控制傳感器不可信信號”。當(dāng)VIS 系統(tǒng)的真空源、VIS 電磁閥及其線路、VIS 執(zhí)行器出現(xiàn)故障或者真空連接管路漏氣、兩個(gè)真空管位置接反、進(jìn)氣翻板總成因積碳卡死不動等故障時(shí)，都會出現(xiàn)上述故障碼。

用診斷儀可以讀取VIS 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流，輸入數(shù)組號143，有“增壓移動板當(dāng)前量”的數(shù)據(jù)流，其數(shù)值用百分比顯示。VIS系統(tǒng)正常時(shí)，點(diǎn)火開關(guān)ON 位置( 發(fā)動機(jī)OFF)，該數(shù)據(jù)流為0% ；發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速小于3 000r/min 時(shí)，該數(shù)據(jù)流也為0%( 圖10) ；當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到或超過3 000r/min 時(shí)，該數(shù)據(jù)流為100%( 圖11)。

(3)VIS 電磁閥檢測

可利用診斷儀的“執(zhí)行元件測試”功能，來判斷VIS 電磁閥是否能正常工作。若測試結(jié)果異常，則依次檢查電磁閥的供電、控制電路以及電磁閥的阻值。

(4)VIS 執(zhí)行器

根據(jù)需要，可以用手動真空泵來檢測VIS 執(zhí)行器，將手動真空泵與VIS 執(zhí)行器連接，操縱手動真空泵，觀察VIS 執(zhí)行器的拉桿及轉(zhuǎn)軸搖臂是否能正常動作。

二、改變進(jìn)氣歧管的長度，以奇瑞A3 車VIS 系統(tǒng)為例

奇瑞A3 車SQRE4G16 發(fā)動機(jī)( 普通的缸外噴射非增壓發(fā)動機(jī)) 安裝的VIS 系統(tǒng)屬于常見的可變進(jìn)氣歧管長度類型，低速時(shí)采用長進(jìn)氣道( 圖12)，利用慣性多進(jìn)入空氣，高速時(shí)采用短進(jìn)氣道( 圖13) 以減少進(jìn)氣阻力，均起到提高進(jìn)氣終了壓力，提高充氣效率的作用。VIS 系統(tǒng)主要由VIS 電磁閥、VIS 執(zhí)行器、進(jìn)氣翻板總成及真空連接管路等組成( 圖14)。

奇瑞A3 車VIS 系統(tǒng)組成與邁騰車VIS 系統(tǒng)基本類似，主要區(qū)別體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

(1) 真空源不同: 奇瑞A3 車VIS 系統(tǒng)用的真空來自于發(fā)動機(jī)節(jié)氣門后方的進(jìn)氣歧管，并采用了單向閥及真空儲蓄器，確保穩(wěn)定的真空輸出( 圖15)。注意單向閥不能接反！

(2) 缸蓋進(jìn)氣道不同。該發(fā)動機(jī)缸蓋進(jìn)氣道未安裝隔板，為普通類型的進(jìn)氣道。

(3) 未安裝進(jìn)氣歧管翻板電位計(jì)。由于未安裝進(jìn)氣歧管翻板電位計(jì)，無法測量進(jìn)氣翻板的實(shí)際位置，當(dāng)出現(xiàn)VIS 系統(tǒng)的真空源、VIS 執(zhí)行器出現(xiàn)故障或者真空管路漏氣、真空管位置接反、進(jìn)氣翻板總成因積炭卡死不動燈故障時(shí)，不會出現(xiàn)相應(yīng)的故障碼。當(dāng)VIS 電磁閥出現(xiàn)故障如斷路時(shí)，會產(chǎn)生P0660 故障碼，其含義為“進(jìn)氣歧管轉(zhuǎn)化控制閥電路開路”。