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数据解读
电控气门系统中的偏心轴角度
随着发动机技术的不断发展，现代轿车中出现了电控气门系统。汽油发动机是通过控制空气的进气量来控制其输出扭矩的，所以空气是发动机控制的核心。因为混合气的空燃比是定量，所以只要决定空气量，喷油量便随之确定。这样，在控制发动机输出扭矩时，自然也就是空气优先。也就是说，只要加速踏板能够精确控制空气的进入量，发动机的输出扭矩便为可控了。其他细节问题，诸如喷油量的修正、点火正时修正和配气相位的调整等，都交给发动机控制单元去管理就可以了，控制扭矩时暂且不必考虑它们。
传统上，加速踏板是通过节气门来控制进气量的。这种方法的缺陷是从节气门到气缸有一段距离，因此，对空气的控制会显得有些迟钝。为此，电控气门系统将控制点移到了进气门，加速踏板通过改变进气门升程来控制进气量(当然，前提是发动机必须为缸内直喷)。这样，准备进入气缸的空气便可在气门口外等候，随叫随到。采用这种方式，使发动机扭矩控制的灵敏度大为提高。
此外，发动机在低扭矩输出时，空气被卡在气缸外不允许大量进入，于是气流通道中便形成了压力差。这样，空气气流在节流处会产生摩擦(图1)，这是造成发动机功率损失的原因之一。由于电控气门系统去掉了节气门这一摩擦点，所以发动机的工作效率也有所提高。
电控气门系统中，在凸轮轴与气门之间加入了有效长度可控的中间推杆(图2)。踩下加速踏板时，中间推杆向有效长度增加的方向移动，发动机进气量增加，输出扭矩升高。松开加速踏板时，中间推杆向有效长度减小的方向移动，发动机进气量减小，输出扭矩下降。具体实现方案是通过伺服电机驱动偏心轴转动，来带动中间推杆移动(图3)。发动机怠速运转时，不对外输出扭矩，曲轴上的扭矩只用于完成进排气和压缩混合气的过程，这是发动机维持平稳运转所需的最低扭矩。因此怠速运转时发动机的进气量为相同转速下的最小值，偏心轴角度也为最小值。车辆行驶时，偏心轴角度加大，发动机输出扭矩随之增加。由此可见，偏心轴角度便决定了发动机的输出扭矩。
需要注意的是，偏心轴角度主要是决定了气门的最大升程量，而气门开闭过程的变化规律还是由凸轮的角度决定的，不要把这2个角度值混淆起来。也就是说气门由完全关闭到最大开启再到完全关闭的整个过程，还是由凸轮轴的配气相位决定的，而且可变正时系统超常起作用。
了解电控气门的工作原理和偏心轴角度数据的概念后，我们在利用数据分析电控气门系统的故障时，就可以得心应手了。下面就以实际故障案例来介绍系统数据分析方法的应用。
案例分析
故障现象：一辆2011年产宝马318i轿车，车型为E90，搭载N46型发动机，行驶里程2万km。用户反映该车在行驶中发动机故障灯突然点亮，随后车速便无法提升。
检查分析：维修人员试车。该车行驶中发动机的最高转速仅为2500r／min，车速超不过30km／h。显然车辆处于某种性能受限状态。检测发动机控制单元，故障码为2863——电控气门系统功率受限、2847——电控气门系统伺服电机故障、286C——电控气门系统伺服电机供电缺失和2884——电控气门系统伺服电机转动不灵活。
查看记录故障码时发动机的相关运行数据(表1)，可以看出此时发动机控制单元向电控气门系统伺服电机输出的控制信号占空比为0％，并且电机的工作电流也为0A。这说明在故障码被记录下来的那一刻，电控气门系统已经处于停止工作的状态。接下来先要找出导致这种状况出现的原因。
执行故障码清除指令后，仍有故障码286C存留下来。起动发动机，在怠速状态下通过故障诊断仪观察发动机控制单元的数据流可以看出，偏心轴的实际角度和目标角度与表1中的数据基本相同，说明此时见到的故障与记录故障码时的故障相同。踩下加速踏板，偏心轴的目标角度随之改变，但其实际角度却毫无变化，说明伺服电机没有转动。但维修人员注意到，电控气门系统继电器显示为开启状态，表明发动机控制单元已经指令继电器为伺服电机供电。由此可见，正是由于伺服电机没有按照发动机控制单元的要求来带动电控气门系统的偏心轴转动，才使得进气门的升程失控，从而造成发动机的输出扭矩失控。
执行电控气门系统的初始化，按照正常情况，这时应该能够听到伺服电机动作时发出的响声，但该车却没有。在执行初始化的过程中测量伺服电机电源线2端的电压，电压不到3V，而该电机的工作电压应接近12V。
查看电控气门系统电路图(图4)，伺服电机的电源要经过熔丝F01(40A)。测量F01输入端的电压，电压为0V。F01的电源是由行李舱中的电源分配器提供的，电源分配器直接安装在蓄电池上。测量电源分配器至F01接线端的电压，电压仍为0V。拆卸下电源分配器测量，发现蓄电池正极至F01的这路电路断路。电源分配器的输出电路实际上是一个大电流的熔丝，其电流容量为100A。由于该路电源中所有用电器的熔丝无一熔断，所以不应存在电流过载问题，推测这是由于长时间的大电流工作所产生的高温使电源分配器的这一路熔丝产生了断路。
故障排除：查看电源分配器，发现有空闲的电源输出端子。对比电源端子上标注的电流容量，找到一个与损坏的电源端子一样的，同为100A的电源端子。将F01的电源输入端插接到该端子上，然后测量F01输入端的电压，电压为12V。打开点火开关，执行电控气门系统初始化设置，明显听到伺服电机动作的声音。起动发动机再次读取电控气门系统的数据流，怠速状态下，偏心轴实际角度和目标值几乎一致(图5)。踩下加速踏板，可以看到偏心轴的实际角度随着加速踏板踩踏深度的变化而改变。删除故障码路试，确认故障排除。
电控气门系统中的偏心轴角度
随着发动机技术的不断发展，现代轿车中出现了电控气门系统。汽油发动机是通过控制空气的进气量来控制其输出扭矩的，所以空气是发动机控制的核心。因为混合气的空燃比是定量，所以只要决定空气量，喷油量便随之确定。这样，在控制发动机输出扭矩时，自然也就是空气优先。也就是说，只要加速踏板能够精确控制空气的进入量，发动机的输出扭矩便为可控了。其他细节问题，诸如喷油量的修正、点火正时修正和配气相位的调整等，都交给发动机控制单元去管理就可以了，控制扭矩时暂且不必考虑它们。
传统上，加速踏板是通过节气门来控制进气量的。这种方法的缺陷是从节气门到气缸有一段距离，因此，对空气的控制会显得有些迟钝。为此，电控气门系统将控制点移到了进气门，加速踏板通过改变进气门升程来控制进气量(当然，前提是发动机必须为缸内直喷)。这样，准备进入气缸的空气便可在气门口外等候，随叫随到。采用这种方式，使发动机扭矩控制的灵敏度大为提高。
此外，发动机在低扭矩输出时，空气被卡在气缸外不允许大量进入，于是气流通道中便形成了压力差。这样，空气气流在节流处会产生摩擦(图1)，这是造成发动机功率损失的原因之一。由于电控气门系统去掉了节气门这一摩擦点，所以发动机的工作效率也有所提高。
电控气门系统中，在凸轮轴与气门之间加入了有效长度可控的中间推杆(图2)。踩下加速踏板时，中间推杆向有效长度增加的方向移动，发动机进气量增加，输出扭矩升高。松开加速踏板时，中间推杆向有效长度减小的方向移动，发动机进气量减小，输出扭矩下降。具体实现方案是通过伺服电机驱动偏心轴转动，来带动中间推杆移动(图3)。发动机怠速运转时，不对外输出扭矩，曲轴上的扭矩只用于完成进排气和压缩混合气的过程，这是发动机维持平稳运转所需的最低扭矩。因此怠速运转时发动机的进气量为相同转速下的最小值，偏心轴角度也为最小值。车辆行驶时，偏心轴角度加大，发动机输出扭矩随之增加。由此可见，偏心轴角度便决定了发动机的输出扭矩。
需要注意的是，偏心轴角度主要是决定了气门的最大升程量，而气门开闭过程的变化规律还是由凸轮的角度决定的，不要把这2个角度值混淆起来。也就是说气门由完全关闭到最大开启再到完全关闭的整个过程，还是由凸轮轴的配气相位决定的，而且可变正时系统超常起作用。
了解电控气门的工作原理和偏心轴角度数据的概念后，我们在利用数据分析电控气门系统的故障时，就可以得心应手了。下面就以实际故障案例来介绍系统数据分析方法的应用。
案例分析
故障现象：一辆2011年产宝马318i轿车，车型为E90，搭载N46型发动机，行驶里程2万km。用户反映该车在行驶中发动机故障灯突然点亮，随后车速便无法提升。
检查分析：维修人员试车。该车行驶中发动机的最高转速仅为2500r／min，车速超不过30km／h。显然车辆处于某种性能受限状态。检测发动机控制单元，故障码为2863——电控气门系统功率受限、2847——电控气门系统伺服电机故障、286C——电控气门系统伺服电机供电缺失和2884——电控气门系统伺服电机转动不灵活。
查看记录故障码时发动机的相关运行数据(表1)，可以看出此时发动机控制单元向电控气门系统伺服电机输出的控制信号占空比为0％，并且电机的工作电流也为0A。这说明在故障码被记录下来的那一刻，电控气门系统已经处于停止工作的状态。接下来先要找出导致这种状况出现的原因。
执行故障码清除指令后，仍有故障码286C存留下来。起动发动机，在怠速状态下通过故障诊断仪观察发动机控制单元的数据流可以看出，偏心轴的实际角度和目标角度与表1中的数据基本相同，说明此时见到的故障与记录故障码时的故障相同。踩下加速踏板，偏心轴的目标角度随之改变，但其实际角度却毫无变化，说明伺服电机没有转动。但维修人员注意到，电控气门系统继电器显示为开启状态，表明发动机控制单元已经指令继电器为伺服电机供电。由此可见，正是由于伺服电机没有按照发动机控制单元的要求来带动电控气门系统的偏心轴转动，才使得进气门的升程失控，从而造成发动机的输出扭矩失控。
执行电控气门系统的初始化，按照正常情况，这时应该能够听到伺服电机动作时发出的响声，但该车却没有。在执行初始化的过程中测量伺服电机电源线2端的电压，电压不到3V，而该电机的工作电压应接近12V。
查看电控气门系统电路图(图4)，伺服电机的电源要经过熔丝F01(40A)。测量F01输入端的电压，电压为0V。F01的电源是由行李舱中的电源分配器提供的，电源分配器直接安装在蓄电池上。测量电源分配器至F01接线端的电压，电压仍为0V。拆卸下电源分配器测量，发现蓄电池正极至F01的这路电路断路。电源分配器的输出电路实际上是一个大电流的熔丝，其电流容量为100A。由于该路电源中所有用电器的熔丝无一熔断，所以不应存在电流过载问题，推测这是由于长时间的大电流工作所产生的高温使电源分配器的这一路熔丝产生了断路。
故障排除：查看电源分配器，发现有空闲的电源输出端子。对比电源端子上标注的电流容量，找到一个与损坏的电源端子一样的，同为100A的电源端子。将F01的电源输入端插接到该端子上，然后测量F01输入端的电压，电压为12V。打开点火开关，执行电控气门系统初始化设置，明显听到伺服电机动作的声音。起动发动机再次读取电控气门系统的数据流，怠速状态下，偏心轴实际角度和目标值几乎一致(图5)。踩下加速踏板，可以看到偏心轴的实际角度随着加速踏板踩踏深度的变化而改变。删除故障码路试，确认故障排除。