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摘 要：发动机可变进气系统是指在发动机原有结构基础上利用进气歧管的动态效应提高进气压力和进气量，从而在正常转速范围内有更优异的扭矩和功率呈现。本文以迈腾B7为例对可变进气系统结构组成、工作原理进行分析，对该系统故障诊断与排除具有一定指导意义。
关键词：迈腾;发动机;可变进气系统;故障诊断
1 引言
随着社会经济的日益发展、科技水平的不断提高，我国国内汽车保有量日益增加，据公安部发布的最新消息，截止到2019年6月，全国机动车保有量为3.4亿，其中汽车保有量为2.5亿，全国超过60多个城市保有量超过100万辆，北京汽车保有量超过了600万辆。以此同时，全国机动车污染排放也超过4500万吨。其中，汽油车CO排放量占汽车CO排放量的85%，HC排放量占HC排放量的73%。考虑到能源安全问题、环境保护问题，各大汽车厂商在保证汽车动力性、经济性和环保要求前提下均转向新能源汽车并采取各种技术手段改善传统燃油汽车，比如增压技术、缸内直喷技术、可变进气系统等。
下面就大众迈腾B7轿车为例介绍可变进气系统的结构原理、控制电路及故障检修方法。
2 可变截面进气系统结构组成
2012款迈腾1.8TSI基本型轿车搭载DSG变速箱，该车可变截面进气系统利用发动机工作时进气系统的动态效应提高进气压力和进气效率，从而使得发动机在工作转速范围内能够有更大功率和扭矩的输出。该系统主要由进气翻板真空膜盒、进气歧管风门翻板、进气歧管风门电位计G336、进气翻板电磁阀、真空泵和真空连接管路等组成。
汽车用真空泵常见结构形式有旋转叶片式、活塞式和隔膜式等类型。迈腾B7采用叶片式由排气凸轮轴直接驱动的真空泵，在发动机工作过程中为各系统提供真空。
进气翻板电磁阀结构如图1所示。从图中可知，该电磁阀共有两个管路连接头，其中一个与凸轮轴驱动的真空泵相连，另外一个与执行器进气翻板真空膜盒相连，电磁阀本体还通过滤清器与外界大气相通。
进气翻板真空膜盒采用真空膜片将膜盒分为两个腔室内，其中上腔室通过真空管路与进气翻板电磁阀相连，下腔室与外界大气相通，真空膜片通过拉杆与进气歧管风门翻板轴端的摇臂相连。
进气歧管在进气风门翻板的作用下分为两个通道，上部通道处于常通状态，下部通道在翻板的控制下实现开闭。当进气歧管风门翻板在转动的同时，位于进气歧管风门翻板轴端的进气歧管风门电位计G336将进气翻板转动位置的开度信号以电信号的形式反馈给发动机控制单元J623，以实现对可变截面进气系统的控制监测。
3 可变截面进气系统工作原理
大众迈腾B7采用TSI缸内直喷发动机，有效地提升了发动机的燃油经济性。如图2所示，当发动机起动后怠速或小于3000r/min时，发动机控制单元J623不向进气翻板电磁阀N316提供搭铁信号，此时N316处于斷电状态，柱塞在回位弹簧的作用下处于右位，进气翻板真空膜盒上部空腔与和大气相通的滤清器相连，真空膜片在膜片弹簧的作用下往下移动，通过推杆和摇臂带动进气歧管风门翻板轴转动，使得进气歧管风门翻板处于关闭状态。
当发动机转速增加到3000r/min或以上转速时，发动机控制单元J623向进气翻板电磁阀N316提供搭铁信号，由于N316可通过SB18从主继电器J271获得12V工作电压，此时N316线圈通电，柱塞在磁场作用下克服回位弹簧的弹力向左移动。进气翻板真空膜盒上部空腔通过N316和真空泵相连，真空膜片下腔室通大气，真空膜片在上下腔压力差的作用下克服弹簧弹力往上移动，通过推杆和摇臂带动进气歧管风门翻板轴转动，使得进气歧管风门翻板处于开启状态。当发动机转速低于3000r/min或熄火后，进气翻板电磁阀N316断电，进气歧管风门翻板重新回到关闭状态。
4 故障诊断
4.1 故障现象
一辆2012款迈腾1.8TSI基本型轿车，据车主反映，该车起动、怠速工作正常，仪表无异常反应，踩加速踏板，车辆可以加速，但加速时会有偶发抖动的现象。
4.2 故障诊断
为了验证故障现象的准确性，根据车主所描述情况，再次对车辆进行试车发现，当车辆加速到3000r/min以上时，车辆会有轻微的偶发抖动现象，说明故障现象描述比较准确。
4.2.1 读取故障代码
关闭点火开关，连接诊断仪，重新起动发动机并加速至3000r/min以上，直至出现故障现象，用诊断仪进入发动机控制单元读取故障代码。
故障码为08213：进气歧管风门位置/运行控制传感器不可靠信号。
4.2.2 读取数据流
起动发动机并反复加速至3000r/min以上，用诊断仪读取发动机电脑中142组1区或143组3区数据流，实测值为100%不变，说明翻板始终处于打开位置无法复位。
4.2.3 管路连接检查
通过外观检查，进气歧管翻板轴和真空膜盒拉杆确实处于最大开启位置，但进气翻板电磁阀上的连接真空泵的管路和真空膜盒上的管路存在反接故障。与车主沟通得知，该车前期刚刚更换过进气翻板电磁阀，在连接管路时未注意管路连接位置导致该故障的出现。
4.3 故障机理分析
由于管路存在反接故障，导致当车速加速至3000r/min以上时，发动机控制单元控制电磁阀将真空送至真空膜盒而将进气翻板打开。当转速低于3000r/min时，电磁阀断电，此时真空膜盒真空管路一直处于封闭状态，真空膜片在压力差的作用下始终克服膜片弹簧弹力出于打开状态，从而导致真空翻板轴和进气歧管风门始终开启无法复位，加速时发动机偶发瞬间轻微抖动。
5 结论
本文详细介绍了迈腾B7轿车截面可变进气系统的结构组成及工作原理。以真空管路反接故障为例详细介绍了故障诊断的流程及思路，按照先电气后机械、由简单到复杂的分析方法进行实际故障排除及机理分析，对于以后相关故障的排除及故障分析有一定的指导参考价值。
参考文献：
[1]刘华.车辆可变进气VIS系统详解[J].汽车维护与保养，2017，（4）：56-59.
[2]李刚. 发动机进气管长度可变技术研究[J]. 装备制造技术，2009，（1）：115-116.
[3]郝颖文. 汽油机可变进气歧管系统研究[D]. 吉林大学，2008.
[4]马南，刘耀武等. 进气管长度可变系统的研究[J]. 车用发动机，2003，（4）：22-24.
[5]任立红，舒歌群，张宝欢，宋如钢.可变进气道发动机性能试验及分析研究[J]. 内燃机工程，2010，31（1）：7-12.
[6]李明. 可变进气歧管对汽油机流动特性及性能影响的数值模拟研究[D]. 天津大学，2007.
关键词：迈腾;发动机;可变进气系统;故障诊断
1 引言
随着社会经济的日益发展、科技水平的不断提高，我国国内汽车保有量日益增加，据公安部发布的最新消息，截止到2019年6月，全国机动车保有量为3.4亿，其中汽车保有量为2.5亿，全国超过60多个城市保有量超过100万辆，北京汽车保有量超过了600万辆。以此同时，全国机动车污染排放也超过4500万吨。其中，汽油车CO排放量占汽车CO排放量的85%，HC排放量占HC排放量的73%。考虑到能源安全问题、环境保护问题，各大汽车厂商在保证汽车动力性、经济性和环保要求前提下均转向新能源汽车并采取各种技术手段改善传统燃油汽车，比如增压技术、缸内直喷技术、可变进气系统等。
下面就大众迈腾B7轿车为例介绍可变进气系统的结构原理、控制电路及故障检修方法。
2 可变截面进气系统结构组成
2012款迈腾1.8TSI基本型轿车搭载DSG变速箱，该车可变截面进气系统利用发动机工作时进气系统的动态效应提高进气压力和进气效率，从而使得发动机在工作转速范围内能够有更大功率和扭矩的输出。该系统主要由进气翻板真空膜盒、进气歧管风门翻板、进气歧管风门电位计G336、进气翻板电磁阀、真空泵和真空连接管路等组成。
汽车用真空泵常见结构形式有旋转叶片式、活塞式和隔膜式等类型。迈腾B7采用叶片式由排气凸轮轴直接驱动的真空泵，在发动机工作过程中为各系统提供真空。
进气翻板电磁阀结构如图1所示。从图中可知，该电磁阀共有两个管路连接头，其中一个与凸轮轴驱动的真空泵相连，另外一个与执行器进气翻板真空膜盒相连，电磁阀本体还通过滤清器与外界大气相通。
进气翻板真空膜盒采用真空膜片将膜盒分为两个腔室内，其中上腔室通过真空管路与进气翻板电磁阀相连，下腔室与外界大气相通，真空膜片通过拉杆与进气歧管风门翻板轴端的摇臂相连。
进气歧管在进气风门翻板的作用下分为两个通道，上部通道处于常通状态，下部通道在翻板的控制下实现开闭。当进气歧管风门翻板在转动的同时，位于进气歧管风门翻板轴端的进气歧管风门电位计G336将进气翻板转动位置的开度信号以电信号的形式反馈给发动机控制单元J623，以实现对可变截面进气系统的控制监测。
3 可变截面进气系统工作原理
大众迈腾B7采用TSI缸内直喷发动机，有效地提升了发动机的燃油经济性。如图2所示，当发动机起动后怠速或小于3000r/min时，发动机控制单元J623不向进气翻板电磁阀N316提供搭铁信号，此时N316处于斷电状态，柱塞在回位弹簧的作用下处于右位，进气翻板真空膜盒上部空腔与和大气相通的滤清器相连，真空膜片在膜片弹簧的作用下往下移动，通过推杆和摇臂带动进气歧管风门翻板轴转动，使得进气歧管风门翻板处于关闭状态。
当发动机转速增加到3000r/min或以上转速时，发动机控制单元J623向进气翻板电磁阀N316提供搭铁信号，由于N316可通过SB18从主继电器J271获得12V工作电压，此时N316线圈通电，柱塞在磁场作用下克服回位弹簧的弹力向左移动。进气翻板真空膜盒上部空腔通过N316和真空泵相连，真空膜片下腔室通大气，真空膜片在上下腔压力差的作用下克服弹簧弹力往上移动，通过推杆和摇臂带动进气歧管风门翻板轴转动，使得进气歧管风门翻板处于开启状态。当发动机转速低于3000r/min或熄火后，进气翻板电磁阀N316断电，进气歧管风门翻板重新回到关闭状态。
4 故障诊断
4.1 故障现象
一辆2012款迈腾1.8TSI基本型轿车，据车主反映，该车起动、怠速工作正常，仪表无异常反应，踩加速踏板，车辆可以加速，但加速时会有偶发抖动的现象。
4.2 故障诊断
为了验证故障现象的准确性，根据车主所描述情况，再次对车辆进行试车发现，当车辆加速到3000r/min以上时，车辆会有轻微的偶发抖动现象，说明故障现象描述比较准确。
4.2.1 读取故障代码
关闭点火开关，连接诊断仪，重新起动发动机并加速至3000r/min以上，直至出现故障现象，用诊断仪进入发动机控制单元读取故障代码。
故障码为08213：进气歧管风门位置/运行控制传感器不可靠信号。
4.2.2 读取数据流
起动发动机并反复加速至3000r/min以上，用诊断仪读取发动机电脑中142组1区或143组3区数据流，实测值为100%不变，说明翻板始终处于打开位置无法复位。
4.2.3 管路连接检查
通过外观检查，进气歧管翻板轴和真空膜盒拉杆确实处于最大开启位置，但进气翻板电磁阀上的连接真空泵的管路和真空膜盒上的管路存在反接故障。与车主沟通得知，该车前期刚刚更换过进气翻板电磁阀，在连接管路时未注意管路连接位置导致该故障的出现。
4.3 故障机理分析
由于管路存在反接故障，导致当车速加速至3000r/min以上时，发动机控制单元控制电磁阀将真空送至真空膜盒而将进气翻板打开。当转速低于3000r/min时，电磁阀断电，此时真空膜盒真空管路一直处于封闭状态，真空膜片在压力差的作用下始终克服膜片弹簧弹力出于打开状态，从而导致真空翻板轴和进气歧管风门始终开启无法复位，加速时发动机偶发瞬间轻微抖动。
5 结论
本文详细介绍了迈腾B7轿车截面可变进气系统的结构组成及工作原理。以真空管路反接故障为例详细介绍了故障诊断的流程及思路，按照先电气后机械、由简单到复杂的分析方法进行实际故障排除及机理分析，对于以后相关故障的排除及故障分析有一定的指导参考价值。
参考文献：
[1]刘华.车辆可变进气VIS系统详解[J].汽车维护与保养，2017，（4）：56-59.
[2]李刚. 发动机进气管长度可变技术研究[J]. 装备制造技术，2009，（1）：115-116.
[3]郝颖文. 汽油机可变进气歧管系统研究[D]. 吉林大学，2008.
[4]马南，刘耀武等. 进气管长度可变系统的研究[J]. 车用发动机，2003，（4）：22-24.
[5]任立红，舒歌群，张宝欢，宋如钢.可变进气道发动机性能试验及分析研究[J]. 内燃机工程，2010，31（1）：7-12.
[6]李明. 可变进气歧管对汽油机流动特性及性能影响的数值模拟研究[D]. 天津大学，2007.