文：李志

新一代日產(chǎn)天籟上市已超6個(gè)月的時(shí)間，這款車所使用的KR20DDET可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，引起了很多汽車售后維修從業(yè)者的興趣。本文將介紹這款發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)控制、熱能管理、排放控制、變排量潤(rùn)滑及真空助力等系統(tǒng)的特點(diǎn)。此外，還將介紹這款發(fā)動(dòng)機(jī)所用到的一些特殊制造工藝、部分部件的維修方法以及所需的附加操作。

1.氣門正時(shí)控制

東風(fēng)日產(chǎn)KR20DDET發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門正時(shí)控制器（VTC）安裝在進(jìn)氣和排氣凸輪軸前端，排氣門正時(shí)控制器的動(dòng)作由發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油壓力驅(qū)動(dòng)；而進(jìn)氣門正時(shí)控制器則是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)（圖1）。

圖1 氣門正時(shí)控制器

電子VTC響應(yīng)速度快于液壓VTC，可擴(kuò)展凸輪軸的運(yùn)行角度，從而提高燃油經(jīng)濟(jì)性、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和排氣性能。電子VTC機(jī)構(gòu)通過電子進(jìn)氣門正時(shí)（IVT）控制電機(jī)連續(xù)改變凸輪軸的相位。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECM）通過CAN總線進(jìn)行通信，將電子IVT控制電機(jī)的目標(biāo)位置傳輸給電子IVT控制單元。電子IVT控制單元根據(jù)ECM的信號(hào)驅(qū)動(dòng)電子IVT電機(jī)，并改變進(jìn)氣門的開啟和關(guān)閉時(shí)間。電子IVT控制單元具有診斷功能，在檢測(cè)系統(tǒng)誤差時(shí)，通過發(fā)動(dòng)機(jī)通訊將故障碼（DTC）傳輸給ECM。

2.燃油蒸發(fā)與排放控制系統(tǒng)

燃油蒸發(fā)與排放控制系統(tǒng)（EVAP）的作用是減少燃油供給系統(tǒng)排放到大氣中的HC含量。燃油箱內(nèi)的燃油蒸氣被引導(dǎo)到炭罐中，在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)或在給車輛補(bǔ)充燃油時(shí)，燃油蒸汽會(huì)被儲(chǔ)存在這里。而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，炭罐內(nèi)的燃油蒸氣會(huì)從EVAP炭罐清洗流量控制電磁閥進(jìn)入清洗管路，并最終進(jìn)入進(jìn)氣歧管（圖2）。

EVAP炭罐清洗流量控制電磁閥由ECM管理，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，由EVAP炭罐清洗控制電磁閥控制的蒸氣流量隨著空氣流量的增加而相應(yīng)調(diào)節(jié)。在車輛減速和發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，EVAP炭罐清洗流量控制電磁閥會(huì)關(guān)閉蒸氣清洗管路。

3.冷卻系統(tǒng)

冷卻系統(tǒng)不僅承擔(dān)著為發(fā)動(dòng)機(jī)本體和機(jī)油散熱的任務(wù)，同時(shí)也是空調(diào)暖風(fēng)的熱源以及為變速器油加熱（圖3）。冷卻液流經(jīng)不同的水道，可以發(fā)揮不同的作用。而水道回路和閥門的開閉，主要由電子多路流量控制閥（MCV）來控制。

圖2 EVAP系統(tǒng)圖

圖3 冷卻液的循環(huán)路徑

圖4 電子多路流量控制閥MCV

如圖4所示，MCV根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度和驅(qū)動(dòng)條件改變到暖風(fēng)散熱器、機(jī)油冷卻器、CVT加熱器和散熱器的冷卻液流動(dòng)路徑。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)處于OFF時(shí)，閥門完全關(guān)閉以快速排空冷卻液通道。當(dāng)接收到鼓風(fēng)機(jī)接通信號(hào)或空調(diào)壓縮機(jī)接通信號(hào)時(shí)，ECM也會(huì)打開通往暖風(fēng)散熱器的路徑（即使當(dāng)時(shí)冷卻液的溫度較低）。

MCV根據(jù)溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略，精確控制輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的冷卻液流量，為發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的冷卻液提供多通道流動(dòng)。閥門通過控制各個(gè)通道的流量，確保每種情況提供最佳的冷卻液流，優(yōu)化散熱器、機(jī)油冷卻器（在冷起動(dòng)CVT的預(yù)熱）和加熱器的冷卻液分配（圖5）。

4.熱量管理控制

日產(chǎn)KR20DDET發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量管理控制，是通過改變冷卻液水道的通斷情況來管理發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，以及變速器散熱和車內(nèi)空調(diào)暖風(fēng)。

如圖6所示，經(jīng)由多路控制閥的熱量管理控制有以下5種模式。

閥位置A：關(guān)閉暖風(fēng)水箱和發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器的所有冷卻液流道，冷卻液只在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)循環(huán)。

閥位置B：打開通往暖風(fēng)散熱器的通道，冷卻液導(dǎo)入到空調(diào)暖風(fēng)散熱器中。

閥位置C：打開通往機(jī)油冷卻器和CVT油加熱器的通道，冷卻液導(dǎo)入到空調(diào)暖風(fēng)散熱器、機(jī)油冷卻器和CVT油加熱器中。

閥位置D：打開通往發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器的通道，冷卻液導(dǎo)入到空調(diào)暖風(fēng)散熱器、機(jī)油冷卻器、CVT油加熱器以及散熱器中。

圖5 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)框圖

圖6 發(fā)動(dòng)機(jī)熱量管理控制

閥位置E：打開所有的通道。

此外，連接電子節(jié)氣門控制執(zhí)行器和渦輪增壓器的冷卻液管路處于常通狀態(tài)。高水溫控制模式能提高發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油溫度，該模式是通過開啟或關(guān)閉通往發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器的通道來實(shí)現(xiàn)的。而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因爆震控制生效，因此不進(jìn)行高水溫控制。此外，當(dāng)檢測(cè)到多路控制閥有故障時(shí)，ECM會(huì)發(fā)指令完全打開冷卻液流通閥門，從而確保冷卻效果。

5.發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)

日產(chǎn)KR20DDET發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)組成如圖7所示，變排量機(jī)油泵是實(shí)現(xiàn)機(jī)油壓力控制的核心部件。變排量機(jī)油泵安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼內(nèi)（圖8），該部件可以根據(jù)油壓需求的不同，以及低摩擦配合部件的實(shí)際情況，調(diào)整機(jī)油流量。

圖7 發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)組成

圖8 變排量泵安裝位置

發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油壓力控制系統(tǒng)由多種因素共同調(diào)節(jié)，ECM通過讀取發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、機(jī)油溫度以及蓄電池電壓等數(shù)據(jù)，向機(jī)油壓力控制電磁閥發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)機(jī)油壓力控制（圖9）。

ECM根據(jù)讀取到的機(jī)油溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載以及各傳感器發(fā)送的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)機(jī)油壓力控制電磁閥，從而實(shí)現(xiàn)可變機(jī)油壓力控制（低壓控制和高壓控制）。

ECM采用低油壓控制的工作時(shí)間，占發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)總時(shí)長(zhǎng)的80%～90%，將潤(rùn)滑系統(tǒng)的壓力維持在較低水平，并且不激活用于冷卻活塞的機(jī)油噴射（即小于或等于噴射閥開啟壓力）。高油壓控制的啟動(dòng)條件是發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)或高負(fù)載條件下，且冷卻液溫度在60℃以上。若發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速和低負(fù)載的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，則無論冷卻液是否超過60℃，發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)都處于低油壓模式。

6.發(fā)動(dòng)機(jī)制造工藝

日產(chǎn)KR20DDET發(fā)動(dòng)機(jī)缸體使用鏡面缸筒涂層工藝，該工藝為氣缸襯里施加1種特殊的涂層，營(yíng)造一個(gè)超光滑的表面，從而替代了氣缸襯套。使用這種工藝有助于減少缸壁摩擦，且提升了缸體的抗爆震能力。

這種加工方法的基本原理是將1種特殊的等離子射流噴射到氣缸壁上，經(jīng)過硬化和打磨之后，便形成了非常光滑的氣缸壁表面，進(jìn)而減少活塞與氣缸壁之間的摩擦。使用上述制造方法，發(fā)動(dòng)機(jī)可以消除氣缸內(nèi)摩擦引起的功率損失，有助于提升車輛的加速能力和發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率。

圖9 發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油壓力控制框圖

表1 氣缸壓力標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)

7.發(fā)動(dòng)機(jī)真空系統(tǒng)與真空泵

由于KR20DDET發(fā)動(dòng)機(jī)使用可變壓縮比，從而造成進(jìn)氣歧管壓力隨壓縮比的變化而改變。因此，這款發(fā)動(dòng)機(jī)采用真空泵替代進(jìn)氣歧管上的真空管，來為制動(dòng)助力器提供持續(xù)穩(wěn)定的真空度。

圖10 真空泵安裝位置

如圖10所示，真空泵由排氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)。

8.氣缸壓力測(cè)量

日產(chǎn)KR20DDET發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸壓力測(cè)量方法如下。

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)處于熱機(jī)狀態(tài)。

（2）將燃油壓力釋放。

（3）拔下燃油泵熔絲。

（4）拆下所有火花塞。

（5）連接C3+并監(jiān)控確認(rèn)VCR實(shí)際位置為46.3°±4°。

（6）正確安裝氣缸壓力表。

（7）完全踩下加速踏板，測(cè)量缸壓。

（8）完成測(cè)量后，安裝好所拆除的部件。

（9）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否平順。

（10）確認(rèn)無故障碼的存在。

此款發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓力標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)如表1所示。

9.維修注意事項(xiàng)

日產(chǎn)KR20DDET發(fā)動(dòng)機(jī)部件更換

表2 發(fā)動(dòng)機(jī)維修、部件更換及附加操作