가변 밸브 타이밍은 새로운 아이디어가 아닙니다. 자동으로 전진 및 감속하여 저속 및 고속 엔진 토크를 증가시킨다는 아이디어는 꽤 오래전부터 있었습니다.
1960년대에는 더 높은 엔진 속도에서 캠축을 돌리는 데 필요한 증가된 회전 토크에 대응하여 밸브 타이밍을 지연시키는 토션 스프링 장치가 있는 가변 캠축 타이밍 기어를 얻을 수 있었습니다. 이론상으로는 저속 토크와 고속 마력의 장점을 누릴 수 있지만, 회전 토크에 의존하기 때문에 실제로는 효과가 없는 것 같았습니다.
오늘날 가변 밸브 타이밍에 대한 다양한 엔지니어링 접근 방식에 대한 역사적 논의는 백과사전을 채울 수 있습니다. 그러나 컴퓨터화된 엔진 관리 시스템은 대부분의 차량에서 가변 밸브 타이밍을 현실로 만들었습니다.
더 독특한 VVT 디자인은 역사의 페이지에, 전자 밸브 타이밍은 미래의 페이지에 맡기겠습니다. 그동안 VVT가 엔진 성능에 어떤 영향을 미치는지, 어떻게 실패할 수 있는지에 대한 기본 사항을 살펴보고 의심되는 VVT 시스템 문제를 해결하는 방법에 대한 몇 가지 팁을 따르도록 하겠습니다.
밸브 대 캠샤프트
우리 대부분이 상점에서 볼 수 있는 가변 "밸브" 타이밍은 실제로 단일 오버헤드 캠축(SOHC) 엔진 애플리케이션에서 캠축 타이밍을 앞당기거나 늦추어 저속 및 고속 토크를 개선하는 가변 "캠축" 타이밍입니다. .
대조적으로, 일부 이중 오버헤드 캠축(DOHC) 애플리케이션은 흡기 및 배기 캠축을 별도로 전진 또는 감속시켜 동일한 기능을 수행합니다.
완전 가변 밸브 타이밍은 컴퓨터로 작동되는 솔레노이드를 사용하여 흡기 및 배기 밸브 열림 및 닫힘 이벤트를 정밀하게 제어해야만 달성할 수 있습니다. 밸브 타이밍 이벤트의 다양한 조합은 이론적으로 전자 제어 시스템에서 무한하지만 비용 문제와 경우에 따라 신뢰성 문제로 인해 적용이 제한됩니다.
이론적으로….
유효한 밸브 타이밍은 엔진의 흡기 포트를 통해 흐르는 흡입 공기의 속도와 엔진의 배기 포트에서 흐르는 배기 가스의 속도에 크게 의존합니다.
낮은 엔진 속도에서 흡입 공기가 천천히 움직일 때 피스톤이 흡입 포트와 매니폴드로 흡입 공기를 밀어내는 것을 방지하기 위해 흡입 밸브를 일찍 닫아야 합니다.
그러나 흡기 속도가 엔진 속도와 함께 증가하면 흡기 밸브가 나중에 닫아야 실린더에 더 많은 공기를 채우는 데 도움이 됩니다. 이론적으로 대부분의 VVT 설계는 흡기 속도가 2,500~3,500rpm에서 급격히 증가하기 시작할 때 흡기 밸브 타이밍을 변경하기 시작합니다. 물론 PCM의 실제 운용 전략은 엔진 설계와 엔진 속도 제한에 크게 좌우됩니다.
배기 밸브 타이밍은 흡기 밸브 타이밍만큼 엔진 성능에 중요하지 않지만 이론적으로 DOHC 애플리케이션에서는 더 높은 엔진 속도에서 밸브 타이밍 오버랩을 증가시키고 낮은 엔진 속도에서 밸브 오버랩을 줄이기 위해 지연시킬 수 있습니다.
밸브 타이밍 오버랩은 높은 엔진 속도에서 바람직합니다. 엔진이 배기에서 흡기 행정으로 이동할 때 흡기 및 배기 밸브를 동시에 열어두면 엔진이 배기 포트를 나가는 배기 가스에 의해 생성된 약간의 부압을 사용하여 흡기 충전물을 실린더로 끌어들이는 데 도움이 됩니다.
그러나 낮은 엔진 속도와 가스 속도에서 높은 밸브 오버랩은 배기 가스가 흡기 매니폴드로 다시 밀려들어가는 공회전을 생성하고 엔진 작동 압축을 감소시킵니다. 배기 밸브 타이밍을 변경하면 일부 응용 분야에서 산화질소(NO) 배출을 줄이는 데 도움이 되는 "EGR" 효과가 생성될 수 있음을 명심하십시오.
캠 로브 디자인
지나가면서 캠샤프트 로브 설계의 기본 사항을 이해하는 것이 도움이 됩니다. 밸브 트레인에 가해지는 과도한 응력을 방지하려면 리프터, 푸시 로드, 로커 암 및 밸브의 질량을 점진적으로 가속하도록 캠 로브를 설계해야 합니다. 오버헤드 캠샤프트 설계는 이러한 구성요소를 단순한 캠 팔로워로 교체하여 밸브 트레인 응력을 줄입니다.
불행히도 기계식 캠축의 경우 밸브 래시의 변화로 인해 밸브 타이밍이 약간 변경됩니다. 유압으로 조정된 캠축에는 래시 클리어런스가 필요하지 않기 때문에 밸브 타이밍이 매우 일관되게 유지됩니다.
어느 경우든 캠 로브는 밸브 트레인을 점진적으로 감속하여 최고 엔진 속도에서 밸브가 밸브 시트에서 튀어나오는 것을 방지하도록 설계해야 합니다. . 캠축 로브를 연마하여 밸브 리프트를 증가시켜 공기 흐름을 증가시킬 수 있지만 증가된 밸브 리프트는 밸브 트레인에 가해지는 스트레스와 피스톤 간 간섭 가능성을 증가시킵니다.
단계별 준비
초기 SOHC(단일 오버헤드 캠축) 엔진의 가변 캠축 타이밍은 캠축에 장착된 유사한 경사진 구동 기어에 대해 경사진 구동 기어를 강제하는 스프링 장착 유압 피스톤으로 구성된 캠축 "페이저"를 사용하여 달성되었습니다.
파워트레인 제어 모듈(PCM)을 사용하여 오일 제어 밸브를 펄스하여 피스톤에 오일 압력을 가하면 정확한 캠축 타이밍을 얻을 수 있습니다. 피스톤에는 오일 압력을 빼내기 위한 오리피스가 포함되어 있으므로 오일 컨트롤 밸브에 적용되는 펄스 폭을 증가시켜 캠 타이밍을 변경할 수 있습니다.
전자 장치가 고장나면 페이저 리턴 스프링이 피스톤을 기본 타이밍 위치로 밉니다. PCM은 또한 캠축 위치 센서(CMP)와 크랭크축 위치 센서(CKP)의 상대 위치를 비교하여 캠축 위치를 모니터링합니다. 이러한 위치가 프로그래밍된 데이터와 일치하지 않으면 PCM은 P0010 시리즈 또는 P0340 시리즈 문제 코드를 설정해야 합니다.
일부 VVT 설계는 PCM에 보다 정확한 밸브 타이밍 피드백을 제공하기 위해 별도의 밸브 타이밍 센서(VTS)를 통합하기도 합니다. 대부분의 최신 VVT 설계는 밸브 타이밍을 조정하기 위해 더 작은 베인 유형 페이저를 사용하지만 컴퓨터 제어를 허용하기 위해 동일한 기본 센서 및 오일 압력 제어 메커니즘을 계속 사용합니다.
VVT 실패
이미 짐작할 수 있듯이 VVT 진단은 엔진이 인라인인지 V형 블록인지, SOHC 또는 DOHC 구성인지 여부뿐만 아니라 구성에 따라 달라지기 때문에 매우 응용 프로그램에 따라 다릅니다. 페이저 및 시스템 전자 장치.
또한 밸브 타이밍 문제로 인해 저장할 수 있는 제조업체별 P1000 시리즈 코드는 말할 것도 없고 말 그대로 수십 개의 "글로벌" P0010 및 P0340 시리즈 트러블 코드가 있습니다.
하지만 적용하면 기본 작동 원리에 따라 구성에 관계없이 대부분의 VVT 오류를 진단할 수 있습니다.
대부분의 VVT 고장은 저속 또는 고속 엔진 토크의 손실을 초래하고 흡기 매니폴드 진공에 영향을 미칠 것이 분명합니다. 캠축이 PCM에서 명령한 위치에 응답하지 않으면 PCM은 캠축 관련 타이밍 P0340 시리즈 오류 코드를 저장해야 합니다. V-블록 엔진에서 한 뱅크의 캠축 타이밍 오류로 인해 해당 뱅크의 모든 실린더에 대해 P0300 시리즈 오발 코드가 발생할 수도 있습니다.
또한 밸브 타이밍과 밸브 오버랩이 실린더 압축에 영향을 미친다는 점을 기억하십시오. V-블록 엔진에서 단일 뱅크 고장이 발생하면 뱅크-투-뱅크 크랭킹 압축이 달라져야 하며 뱅크-투-뱅크 연료 트림 번호도 달라야 합니다.
또한 스틸 타이밍 체인의 재도입으로 한 뱅크의 느슨한 체인이나 마모된 텐셔너 또는 체인 가이드가 캠 타이밍을 지연시키고 냉간 시동 및 주행 성능에 영향을 줄 수 있음을 명심하십시오.
엔진 오일 점도와 오일 필터 유량은 오일의 서비스 수명 등급과 마찬가지로 밸브 타이밍을 제어하는 캠 페이저의 기능에 확실히 영향을 미칠 수 있습니다.
많은 경우 저용량 오일 필터와 결합된 비OE 승인 오일은 슬러지 또는 바니싱을 유발하여 캠 페이저가 고급 위치 또는 지연 위치에 달라붙게 할 수 있습니다.
이로 인해 실린더 헤드, 오일 제어 밸브 및 페이저의 오일 통로가 슬러지로 막히거나 금속 조각으로 오염될 수 있습니다. OE 또는 OE 승인 오일을 사용하는 경우에도 엔진 오일은 권장 주기에 따라 교체해야 함을 명심하십시오.
마지막으로 중요한 것은 많은 고급 진단 기술자가 밸브 타이밍 문제가 의심되는 유사한 모델에서 생성된 파형과 향후 비교를 위해 정상으로 알려진 CMP 및 CKP 센서 파형의 실험실 스코프 샘플을 정기적으로 수집한다는 것입니다.
