Step 2 Engine Cvvt System (bhs Indo)

CVVT System (Continuously Variable Valve Timing)

Daftar Isi

1. Pengenalan CVVT 2. Fungsi dan Komponen CVVT 3. Mendiagnosa CVVT 4. Kode Kerusakan CVVT 5. Spesifikasi Oli Untuk Mesin Beta CVVT 6. Waveform (Pola Geombang) 7. Model yang Memakai CVVT

2

Pengenalan CVVT CVVT (Continuously Variable Valve Timing) CVVT dipasang pada exhaust camshaft berfungsi mengontrol waktu bukaan dan penutupan intake valve untuk meningkatkan performa mesin. Intake valve timing dioptimalkan oleh sistem CVVT berdasarkan putaran mesin.

Keuntungan memakai CVVT ■ Konsumsi bahan bakar lebih irit : Berkurangnya daya pemompaan karena adanya peningkatan valve overlap ■ Emisi Berkurang : Berkurangnya gas NOx oleh efek EGR berkat optimalisasi valve overlap ■ Performa meningkat dan momen pada putaran bawah juga meningkat : Peningkatan efisiensi volumetric dan thermodynamic oleh variable valve timing

3

Pengenalan CVVT

4

Mekanisme penggerak camshaft Beta Engine Exhaust Camshaft

Timing Chain

Beta Engine dengan CVVT Rotation Direction

CVVT

Intake Camshaft Timing Belt

Crankshaft

• Gaya putar pada crankshaft disalurkan ke exhaust camshaft oleh timing belt. • Gaya putar pada exhaust camshaft disalurkan ke intake camshaft oleh timing chain.

Pengenalan CVVT

5

Beta Engine

Beta dengan CVVT

-

CVVT, OCV (Oil Control Valve)

-

OCV FILTER

-

Oil Temperature Sensor

MAP Sensor

Air Flow Sensor (HOT Film Type)

Pengenalan CVVT

6

Letak komponen CVVT

OCV

CVVT Assembly

Oil Temperature sensor

OCV FILTER

Pengenalan CVVT

7

Pola Valve timing EXHAUST

INTAKE

40CA

OVERLAP

-240

-120

0

120

240

Pengenalan CVVT

8 Intake Valve Timing

Beta Engine

Beta Engine with CVVT

40 CA

Exhaust Valve Timing

Pengenalan CVVT

9

Saluran Oli CVVT

Retard

Advance

Drain

Drain Section A-A

Section B-B

Pengenalan CVVT

10

CVVT CHAIN-TIMING

CAMSHAFT-SPROCKET CAMSHAFT-EXHAUST

Retard

CHAIN SPROCKET

BELT-TIMING

Advance CAMSHAFT-INTAKE

Driving condition

Intake V/Timing

Efficiency

At low load

Retard

Stable combustion

At high load, high speed

Retard

Improved performance

At high load, low speed

Advance

Improved Torque

At middle condition

Advance

Reduced fuel consumption

Fungsi dan Komponen CVVT

11

Hold

Retard

Advance

Fungsi dan Komponen CVVT Retard

12

Fungsi dan Komponen CVVT Advance

13

Pengenalan CVVT

14

Mekanisme kerja OCV dan CVVT HOUSING VANE

ROTORV ANE

Retard Chamber

Advance Chamber

• Oli disuplai ke retard chamber dan advance chamber oleh kontrol OCV.

Pengenalan CVVT 1.

Rotor vane dipasang pada exhaust-camshaft dengan baut

2.

Camshaft-intake dan housing CVVT dihubungkan oleh rantai ( Sprocket dipasang pada housing. Sehingga terjadi perbedaan phase antara Housing dan Rotor Vane yang ada pada CVVT).

3.

Rotor vane dipasang pada housing dengan menggunakan stopper pin pada posisi maximum retard

4.

Apabila oli disuplai ke advance chamber, Housing akan dimajukan dan stopper pin akan dikunci.

5.

Waktu untuk intake-camshaft dimajukan.

6.

Mesin dalam keadaan mati. Oli dikeluarkan dari advance chamber, housing akan dikembalikan ke posisi retard dan dikunci oleh pin melalui posisi lock

15

Pengenalan CVVT

16 2.0L CCC+UCC (XD) Max.PWR : 137/6000 2.0L CCC (GK) Max.PWR : 139/6000 2.0L CCC+UCC (XD) Max. TQ : 18.2/4500 2.0L CCC (GK) Max. TQ : 18.6/4500

160

140

18

140

18

120

16

120

16

100

14

100

14

80

12

80

12

60

10

60

10

40

8

40

8

6

20

20

0 1500

PERFORMANCE PERFORMANCE CURVE CURVE (G4GC (G4GC 2.0L 2.0L CVVT CVVT with with CCC) CCC) 2000

2500

3000

3500

4000

4500

ENGINE SPEED (RPM)

5000

5500

4 6000

POWER (PS)

20

MAX. TORQUE : 19.0kg.m/4500RPM

TORQUE(kg.m)

POWER (PS)

160

0 1500

20

PERFORMANCE PERFORMANCE CURVE CURVE (G4GC (G4GC 2.0L 2.0L with with CCC) CCC) 2000

2500

3000

3500

4000

ENG.SPEED (rpm)

4500

5000

6

5500

4 6000

TORQUE (kg.m)

MAX. POWER : 143PS/6000RPM

Komponen CVVT Assembly 1.CVVT Assembly • Letak : Ujung exhaust camshaft • Tipe CVVT : vane type • Operation range : 40±2 ˚ Crank angle (20±1 ˚ Camshaft angle) • Kondisi kerja • Oil Temperature range : -40 ~ +130 ˚C • Oil Pressure range : 0 ~ 1000kPa • Engine speed range : 650 ~ 6000 rpm • Tekanan Stopper Pin Release Miminum release

: 54 kpa

Fully release

: 191 kpa

17

Komponen CVVT Assembly

18

Prosedur perbaikan Mesin CVVT 1. Penanganannya harus teliti

B US HIN G , VA NE

BOLT, HEXA

1) CVVT (Continuously Variable Valve Timing)

H O USIN G , VA NE

CHIP, VANE SEAL

Timing Mark LOCK PIN R OT O R, VA NE

SPROCKET

Komponen CVVT Assembly

19

• Pin pada camshaft ini harus dimasukan secara halus dan masuk kelubang CVVT. Matching pin

• Kencangkan baut ke CVVT assembly dan Camshaft. (Oleskan oli ke baut sebelum mengencangkannya) Tightening torque 6.6 ~ 7.8 kgf m

CVVT BOLT

ROTOR VANE Camshaft CVVT ASSY

Komponen CVVT Assembly CVVT side view

Suplai oli untuk Retard Chamber Suplai oli untuk Advance Chamber

20

Camshaft side view

Komponen CVVT Assembly Putaran Mesin

21

Retard Chamber

Advance Chamber

Maximum Retard

Middle

Maximum Advance TDC

TDC

Positioned between ATDC 11 and BTDC29 (Maximum operation angle of CVVT is 40 degree of crank angle) BDC

BDC

Waktu bukaan pada intake valve akan dimajukan jika housing diputar ke arah putaran mesin. ( intake valve terbuka pada posisi ATDC 11 dengan posisi maximum retard, intake valve terbuka pada posisi opened BTDC 29 dengan posisi maximum advance)

Komponen CVVT Assembly

22

Penanganan hati-hati

• Part yang terjatuh jangan dipakai kembali – CVVT kemungkinan tidak berfungsi dengan baik apabila terbentur dengan keras. • Kencangkan baut CVVT sesuai dengan spesifikasiya. (Spesifikasi : 6.6 ~ 7.8 kgf m) - Kurang dari spesifikasi : Baut bisa kendur dan CVVT bisa lepas dari camshaft, mengakibatkan kerusakan mesin. - Lebih dari spesifikasi. : CVVT bisa tidak bekerja maksimal dikarenakan part plastiknya rusak. • Jangan melakukan overhaul untuk CVVT meskipun dicurigai kerusakan ada pada CVVT, kirim komponen yang rusak tersebut ke supplier. - Karena CVVT dipasang dengan menggunakan alat khusus yang unik, sehingga kemungkinan tidak bisa bekerja apabila dibongkar dan dipasang di bengkel. Jika CVVT sudah pernah di overhaul, maka harus diganti dengan yang baru. • Jangan mengendurkan atau memasang kambali baut ini. Jika sudah pernah dibongkar Maka harus diganti dengan yang baru

Komponen CVVT Assembly

23

1.

Perhatikan kebersihan saluran oli CVVT pada cylinder head, cylinder block dan camshaft. Untuk mencegah agar OCV tidak berfungsi dikarenakan adanya benda asing

2.

Pada saat memasang CVVT pada camshaft, hindari permukaan rotor vane jangan sampai tergrores. (jangan menekan CVVT terlalu keras dan jangan memutarnya apabila pin pada camshaft belum dimasukkan ke dalam lubang CVVT.) Respon CVVT bisa bekurang jika ada kebocoran oli yang diakibatkan oleh kerusakan dari goresan.

Matching pin

Oil bocor bisa terjadi

Komponen CVVT Assembly

24

Baret

Jangan menahan CVVT assembly, namun tahanlah camshaft dengan vice apabila hendak mengencangkan baut pengikat CVVT. CVVT bisa tidak bekerja dengan benar akibat dari kerusakan komponen plastik

Komponen CVVT Assembly

25

Cara memeriksa CVVT 1.

Kunci posisi camshaft menggunakan vice. (hati-hati jangan sampai merusak cam atau journal)

2.

Pastikan apakah CVVT bisa ikut berputar (seharusnya tidak)

3.

Gunakan tape atau benda lainnya, tutup semua lubang kucali satu lubang (dekat CVVT) yang ditandai oleh panah hitam pada gambar di bawah.

Center Bolt

CVVT Ass’y

Camshaft

Vise

Komponen CVVT Assembly Cara mengecek CVVT 4. Berikan tekanan udara sebesar 100kPa ke dalam yang tidak tertutup pada langkah 3 sebelumnya. - Ini untuk melepas lock pin yanga da di dalam CVVT. - Meskipun CVVT tidak bisa diputar oleh tangan, namun dia dapat berputar sendiri oleh kekuatan tekanan udara yang disemprotkan ke dalam. - Lock pin tidak bisa dilepas apabila ketika diberikan tekanan udara di dalamnya terdapat kebocoran. (Lebih rendah dari tekanan untuk melepas pin) 5. Putar CVVT dengan tangan ke arah advance (panah merah pada gambar) bila proses langkah 4 sudah terpenuhi. - CVVT harus bisa berputar dengan lancar ke arah advance dan retard jika lock pin sudah dilepas. (namun, jika tekanan udara kembali keluar dan CVVT ke mbali ke posisi maximum retarded, maka CVVT tidak bisa diputar jika lock pin mengunci kembali.) - Besarnya sudut putar CVVT dari retarded ke advanced adalah 20 derajat. 6. Ganti CVVT dengan yang baru jika ada kerusakan. Putar CVVT ke posisi maximum retarded untuk mengunci lock pin jika memang tidak ada kerusakan.

26

Komponen – OCV 2. OCV (Oil-flow Control Valve)

Spesifikasi OCV Tegangan : 12V Tahanan coil : 7.4±0.5Ω(at 20 •) Arus kontrol : 100A (1000 mA) Tahanan insulasi : lebih dari 50MΩ (at 500V) Assembly air-tightness : Tes kebocoran hendaknya dilakukan kurang dari 1.0/menit(dengan tekakan udara 200 kPa) Kondisi kerja OIL Temperature Range : -40 ~ +130 OIL Pressure Range : 0 ~ 1000 kPa Range Tegangan : 10 ~ 16 V

27

Komponen – OCV

28

Structure

STATOR SUB ASS'Y

COIL ASS'Y RING SEAL OCV

RING SEAL OCV

PLUNGER ASS'Y

SPOOL

SPRING, PLUNGER

YOKE ASS'Y BRACKET

GUIDE, SPRING

RING SEAL OCV

SLEEVE, VALVE

Komponen – OCV Perhatian OCV yang pernah jatuh jangan dipakai kembali. - OCV kemungkinan tidak bekerja normal jika bentuknya berubah akibat terkena benturan. Pada saat mengganti OCV, perhatikan kebersihannya jangan sampai ada benda asing menempe di dalam CVVT. - OCV locking akibat ada benda asing akan mengakibatkan CVVT tidak bekerja normal Ketika sedang memperbaiki CVVT, jangan sampai tangan menyentuh OCV sleeve untuk menghindari agar tidak ada benda menempel di dalam CVVT,. Pada saat OCV dipasang kedalam mesin, - Jangan menggunakan OCV yoke sebagai pegangan atau penahan pada saat mengangkat mesin. Untuk menghindari agar OCV tidak berubah. Jika OCV macet karena ada benda asing, maka OCV harus diganti dengan yang baru. (meskipun benda tersebut sudah bisa anda buang, jangan sekali-kali memakainya lagi.)

29

Komponen – OCV

30

Sirkuit OCV

OCV

1

2

Battery Power after main relay

11 OCV control ECM

Komponen – OCV

31

OCV Waveform

Kondisi Idle

Kondisi beban penh 2000rpm

93% duty pada fungsi oscilloscope sebanding dengan 7% duty pada current data. Oscilloscope : (+) duty, Current data : (-) duty

Komponen – OCV

32

Pemeriksaan OCV Periksa tahanan OCV Lepas konektor OCV. Ukurlah tahanan OCV - Spesifikasi : 6.9 ~ 7.9 Ω Jika diluar spesifikasi, ganti dengan yang baru. Periksa kerja OCV Bongkar OCV dari cylinder head. Hubungkan Battery. - Periksa apakah SPOOL bergerak ke arah #2 Lepas Battery - periksa apakah SPOOL bergerak ke arah #3

• 2 3

Komponen – OCV 1) CVVT may not be operated when the foreign substance clogs the OCV.

foreign substance

ƒ OCV spool akan terkunci jika ada benda asing yang menempel diantara OCV sleeve dan spool. ƒJika CVVT tidak bekerja. Maka posisi camshaft dan posisi target tidak akan pas. ƒJika terkunci di posisi advanced. Mesin akan bergetar dan mesin akan mati bila mesin idle.

33

Komponen – OCV

34

2) Asa studi kasus dimana ada benda asing menyumbat OCV.

Benda asing

3) Spesifikasi Relate Parts

Parts

Oil path

Foreign substance quantity (Max)

CVVT

2 mg

OCV

1 mg

OCV Filter

0.1 mg

Oil Filter ~ OCV

2 mg

Entrance of oil path (OCV ~ Camshaft)

1 mg

Camshaft inside oil path

1 mg

TOTAL

7.1 mg

Size

Max 0.4 mm

Komponen – OCV 4) PERHATIAN Hati-hati jangan sampai ada benda asing yang masuk ke dalam ketika melepas atau memasang komponen yang tekait dengan CVVT. - CVVT ASS’Y - OCV ASS,Y - OCV Filter - OTS (Oil Temperature Sensor) - Camshaft ASS’Y - HEAD BOLT dst. Sebelum memasang ulang, komponen tersebut harus dibersihkan dahulu. Gunakan sarung tangan berlapis.

35

Komponen – OCV Filter

36

3. OCV Filter

BOLT

W ASHER

FILTER

Perhatian Apabila hendak mengganti OCV, pastikan kebersihannya, hindari jangan sampai OCV LOCK karena ada benda asing Apabila OCV Filter akan dipasang kambali, ganti Washer dengan yang baru, buang kotoran dengan menyemprotkan angin dari air Gun, kemudian bersihkan dengan kain. Kerusakan OCV Filter Bongkar OCV Filter kemudian periksa apakah ada benda asing yang terperangkap. Bila perlu ganti atau bersihkan dengan semprotan angin Air Gun

Komponen – Auto Tensioner

37

4. Auto Tensioner Setting auto-tensioner sebelum memasangnya pada cylinder head Kompres auto tensioner untuk menariknya Masukkan Stopper Pin Pasang tensioner ke Cylinder head

Stopper Pin

• •

Komponen – Auto Tensioner

38

Merakit pasang camshaft dan chain ke head (perhatian : timing)

Pasang Auto Tensioner sesuai gambar

Perhatian

Pasang dua baut (Torque 0.8 ~ 1.0 kgf m)

ƒPertahankan momen pengencangannya Lepas Stopper Pin

ƒTiming ( samakan tanda timing pada Sprocket dan Timing Chain)

Komponen – OTS 5. OTS (Oil Temperature Sensor) OTS letaknya di dalam saluran oli mesin. CVVT dijalankan oleh oli mesin. Kekentalan oli akan berubah sesuai dengan temperaturnya. Sinyal kontrol yang ada pada OCV dikompensasikan oleh ECM berdasarkan sinyal OTS. OTS diperlukan untuk mengukur temperatur dengan tipe sensor adalah NTC type resistor.

39

Komponen – Auto Tensioner

40

OTS Circuit

OTS

Temperature

76

52

Resistance Ground

Signal

ECM

Komponen – Auto Tensioner

41

6. Timing Chain • Luruskan tanda timing • Pasang Timing chain seperti tampak pada gambar * Timing chain pada mesin CVVT berbeda dengan mesin Beta yang tidak dilengkapi dengan CVVT. Vendor dan chain pitch berbeda

Tanda Timing

Mendiagnosa CVVT

42

Prosedur troubleshooting CVVT 1) Hidupkan mesin dengan putaran idle. 1

2) Tes 2 item seperti tampak pada tabel berikut. Kondisi

Tes

Keterangan

1

Lepas konektor OCV

Periksa kondisi mesin.

Untuk memeriksa posisi CVVT di maximum retarded.

2

Hubungkan tegangan ke konektor OCV.

Periksa getaran mesin dan engine stop pada putaran idle

Untuk mengecek gerakan CVVT ke posisi advanced.

2

3) Jika pada saat pengetesan ditemukan kejanggalan, periksalah komponen dibawah dengan urutan sebagai berikut. Valve Timing → Sensor, ECU Output signal → CVVT ASS’Y → OCV → OCV Filter * Lihat metode pemeriksaan pada halaman sebelumnya

Mendiagnosa CVVT Pola gelombang CKP + CMP

Idle condition, Maximum retarded Kerja CVVT dapat dicek dengan pola gelombang dengan perbandingan antara CKP dan CMP.

43

Mendiagnosa CVVT

44

Pola gelombang CKP + CMP

Advanced (12˚)

1200RPM dengan beban (menaikkan beban secara perlahan

Advanced (40˚)

Maximum advanced, kondisi beban penuh

* 40 ˚ Crankshaft angle = 20 ˚ Camshaft angle

Mendiagnosa CVVT

DTC

45

KETERANGAN

P0010

Camshaft Position Actuator Circuit

P0075

Intake Valve Control Solenoid Circuit(B1) (OCV)

P0076

Intake Valve Control Solenoid Circuit -Low(B1) (OCV)

P0077

Intake Valve Control Solenoid Circuit -High(B1) (OCV)

P0196

Engine Oil Temperature Sensor Range/Performance

P0197

Engine Oil Temperature Sensor Low Input

P0198

Engine Oil Temperature Sensor High Input

P0341

Camshaft Position Sensor Range

Mendiagnosa CVVT P0010

46

Camshaft Position Actuator Circuit

Camshaft tidak lurus lebih besar dari 5 derajat CA dari posisi target, pada saat CVVT bekerja. Misalkan) 1. Aliran oli kurang karena mampet, OCV tersumbat, ada kebocoran oli dari CVVT assembly. 2. Kerja CVVT assembly tidak normal.

P0341

Camshaft Position Sensor Range

Posisi Camshaft tidak lurus dengan posisi crankshaft, pada saat CVVT tidak bekerja (posisi penuh retarded). Contoh) 1. timing belt atau timing chain tidak lurus 2. Kerusakan gerigi CMP atau CKP, 3. Kesalahan sinyal sensor CMP atau CKP

Mendiagnosa CVVT NO. 1 3 2 5 4 7 6 9 8 10 11 12 13 14 16 17 18 19 20

Item Description BATTERY VOLTAGE COOLANT TEMP. SENSOR COOLANT TEMP. SENSOR(V) OIL TEMP. SENSOR OIL TEMP. SENSOR(V) INT.AIR TEMP.SNSR INT.AIR TEMP.SNSR(V) THROTTLE P.SENSOR THROTTLE P.SENSOR(V) ADAPTED THROTTLE GRANKING SIGNAL IDLE STATUS PART LOAD STATUS MASS AIR FLOW VEHICLE SPEED ENGINE SPEED TARGET IDLE SPEED TRANS.RANGE SW A/C SWITCH

47

Unit V ¡ £ C mV ¡ £ C mV £ ¡ C mV £ ¡ mV ¡ £ OFF/ON OFF/ON OFF/ON Kg/h Km/h rpm rpm P,N/DRIVE OFF/ON

Application on HI-SCAN (Compare with Hi-scan PRO)

X X X X X

X

Mendiagnosa CVVT 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 38 39 46 43

A/C PRESSURE SW A/C COMP.RELAY OXYGEN SNSR-B1/S1 OXYGEN SNSR-B1/S2 IGNITION TIMING INJ.DURATION-B1 A/F CLOSED LOOP LONE FUEL TRIM-IDLE LONE FUEL TRIM-P/LOAD O2 SNSR HEAT.DUTY-B1/S1 O2 SNSR HEAT.DUTY-B1/S2 IDLE SPEED ACTUATOR DUTY EVAP.PURGE VALVE DUTY IGNITION DWEL TIME CAMSHAFT POSITION CAMSHAFT POSITION-TARGET CVVT STATUS CVVT ACTUATION STATUS CVVT DUTY CONTROL STATUS CVVT VALVE DUTY

48

OFF/ON OFF/ON mV mV ¡ £ mS mS % % % % % mS ¡ £ CRK ¡ £ CRK

%

X

X

X

X X

Spesifiksi Oil untuk mesin Beta CVVT North America

49 Domestic/EU/General(Include Middle East)/Australia

• When using the high viscosity oil (15W40 above), sometimes CVVT would not operate at the cold condition. We recommend 10W30 or lower viscosity oil.

20W

20W

-40

40•

-40

20• 10•

-50

10W 38•

-50 -30

SAE

15W -40 10W -50

-40 5W

0• -50

-30 -23•

-40

-10•

-10•

10W

-40

-30

-50

5W

-15• -25•

5W Adjust temperature to above

-40 -30

5W -20

ILSAC

GF-I or above

API

SH or above

Beberapa kendaraan yang sudah memakai CVVT

VANE TYPE

TOYOTA

SUBARU HELICAL TYPE

TOYOTA JAGUAR

50

V6 3.0L

LEXUS RX300, ES300 New Previa etc.

L6 2.0L

LEXUS IS200 etc.

L6 3.0L/2.5L

CROWN(GDI)

L4 1.OL

YARIS etc.

H4 2.0L/2.5L

LEGACY etc.

V8 4.0L

LEXUS LS400 etc.

L4 2.0l

CARINA etc

V8 4.0L

XK8 etc