Motoren met variabele kleptiming (VVT) zijn de afgelopen tien jaar vrij gewoon geworden. Er bestaan verschillende versies van VVT-technologie, maar de versie waarop dit artikel zich richt, gebruikt een phaser om de positie van de nokkenas en dus de kleptiming te manipuleren.
(Zie afbeelding 1)
Phasers zijn alleen te vinden op de uitlaatnok of op zowel de inlaat- als uitlaatnokken. De wijziging van de positie van de nokkenas verandert de hartlijn van de nok en de scheidingshoek van de lobben tussen de inlaat- en uitlaatnokken. Hierdoor kunnen ingenieurs het brandstofverbruik en het vermogen verbeteren terwijl ze aan de emissienormen blijven voldoen.
VVT biedt de service-industrie extra diagnostische uitdagingen en reparatiemogelijkheden, waaronder nieuwe foutcodes, dus als u niet bekend bent met deze eenheden, is het tijd om uw diagnostische gereedheid te vergroten door het VVT-systeem, de bedieningselementen en de werking ervan te onderzoeken.
Aangezien motorolie het hydraulische medium is dat VVT laat werken, is het absoluut noodzakelijk dat motoren tot het juiste niveau worden gevuld met schone motorolie met de juiste viscositeit. Een laag oliepeil of de verkeerde viscositeit kan leiden tot trage responscodes van het systeem, zoals P000A of P000B en mogelijke aandrijfklachten, waaronder een verlichte MIL.
Oliedruk is een andere kritische factor in het VVT-systeem. Naarmate lagers slijten en speling ontwikkelen, zal de oliedruk worden beïnvloed. VVT-motoren zijn voorzien van extra oliekombuizen en zijn uitgerust met een of meer fijnmazige zeven om te voorkomen dat vuil in componenten terechtkomt. Als deze schermen moeten worden vervangen, moet mogelijk de hele motor worden gedemonteerd.
VVT-motoren hebben gewoonlijk sensoren die de oliedruk en olietemperatuur bewaken en maken deel uit van de systeembesturingsstrategie. De belangrijkste regelcomponent bij het afstellen van de nokkenas is de olieregelklep (OCV). De OCV is een regelklep, net als die in automatische transmissies, die fungeert als een olieregelapparaat.
(Zie figuren 2,3,4 en 5)
Het bepaalt welke poorten olie onder druk ontvangen en welke worden geventileerd. De PCM (powertrain control module) laat een solenoïde draaien die de kleppositie verandert. Olie onder druk gaat door de OCV naar een van de nokkenaslagertappen.
(Zie afbeelding 6)
Het stroomt dan door gangen naar binnen en naar de voorkant van de nokkenas. Eenmaal bij de neus van de nokkenas komt er olie in de nokkenas-phaser.
*Het wordt niet aanbevolen om de phaser uit elkaar te halen, aangezien deze alleen als een geheel wordt verkocht.*
De phaser is een tweedelig mechanisme dat bestaat uit de rotor en het phaser-lichaam. Het phaser-lichaam is fysiek vastgeschroefd aan het nokkenastandwiel en de rotor is met een paspen met de nokkenas verbonden.
(Zie afbeelding 7)
De twee stukken kunnen onafhankelijk van elkaar ongeveer 20° (40 krukasgraden) bewegen. Poorten in de phaser leiden olie in of uit acht kamers. De kamers zijn gegroepeerd in twee zijden, A en B. Terwijl de ene groep olie onder druk ontvangt, worden de andere geventileerd, wat de kracht levert die nodig is om de rotor te bewegen of vast te houden ten opzichte van het phaser-lichaam. Oliekeerringen passen in machinaal bewerkte groeven van de rotor om een goede afdichting tussen de kamers te bieden.
Geventileerde olie uit de faserpoorten stroomt terug door de nokkenas, de nokkenlagerpoorten, door de olieregelklep en loopt vervolgens af in het voorste distributiedeksel. In de phaser grijpt de veerbelaste borgpen op de rotor in het phaserlichaam om de twee delen aan elkaar te vergrendelen. Dit voorkomt lawaai en mogelijke slijtage bij het starten van de motor. Er is oliedruk nodig om de borgpen los te maken.
(Zie afbeelding 8)
De vergrendelde phaserposities op de 2.4L Chrysler-motor die op de foto's is gedemonteerd, zijn volledig vertraagd bij de inlaat en volledig vooruit bij de uitlaat. Vanwege de rotatie met de klok mee, gezien vanaf de voorkant van de motor, wordt de uitlaatrotor extra ondersteund door een veer om de volledige vooruitgeschoven positie te bereiken. In de standaardpositie is er geen klepoverlap.
Elektrisch gezien heeft de OCV-solenoïde twee terminals die worden aangesloten op de PCM die inschakelduurcontrole biedt. De weerstand van de solenoïde en de kant waarop de besturing zich bevindt, verschilt per fabrikant. Als onderdeel van een reinigings- en diagnostische strategie worden OCV-solenoïdes doorgaans gecycleerd in de ontstekingsmodus. Ongeacht de besturingsspecificaties bewaakt de PCM magneetcircuits op fouten, waaronder openingen, kortsluitingen naar aarde of kortsluitingen naar spanning.
(Zie afbeelding 9)
Foutcodes van het OCV-solenoïdecircuit zijn P0010 en P0013. Naast het ophalen van foutcodes, zijn scantools handig om de gewenste versus de werkelijke nokkenaspositie te controleren en kunnen ze ook worden uitgerust met nuttige actuatortests en reinigingsroutines. Krukaspositiesensoren (CKP) en nokkenaspositiesensoren (CMP) worden door de PCM gebruikt om de nokkenas te bepalen fasering functionaliteit. CMP-toonringen of triggerwielen zijn meestal verbonden met de nok zelf in plaats van met het tandwiel. Wanneer de PCM de OCV-solenoïde opdracht geeft om vooruit of achteruit te gaan, worden CMP-patronen vergeleken met CKP-patronen om te bepalen of de opdracht wordt uitgevoerd. Er wordt een variantie- of foutwaarde berekend. Zodra de variantie een bepaald punt bereikt, wordt een fout gedeclareerd. Deze omvatten DTC's P0011 en P0014, dit zijn doelprestatiefouten. Dit maakt het ook belangrijker dan ooit dat de timing van de nokkenas correct is ingesteld tijdens distributieketting- of riemservice. Een CKP- of CMP-sensorfout kan er ook toe leiden dat de PCM de VVT-werking uitschakelt of beperkt.
Nu autofabrikanten elk gereedschap moeten gebruiken dat ze tot hun beschikking hebben om te voldoen aan de sterk toenemende CAFE-eisen (corporate Average Fuel Economy), zullen we waarschijnlijk meer VVT-uitgeruste motoren zien. Deze systemen zijn goed ontworpen en hebben bewezen betrouwbaar te zijn. Dat gezegd hebbende, hitte, leeftijd, slijtage en gebrek aan onderhoud zijn waarschijnlijke redenen om eventuele storingen te veroorzaken. Kijken naar deze componenten, inclusief de fijnmazige zeven, is een grote stimulans om de olie regelmatig te verversen. Hopelijk zorgt deze kijk op de systeemcomponenten, bedieningselementen en werking ervoor dat u op tijd klaar bent om het groeiende aantal VVT-uitgeruste voertuigen te onderhouden.
