怠速

null教学情境6 福特福克斯汽车发动机维护与检修一、怠速控制系统的功能与组成 二、节气门直动式怠速控制器 三、步进电动机型怠速控制阀 四、旋转电磁阀型怠速控制阀 五、占空比控制电磁阀型怠速控制阀 六、开关型怠速控制阀教学情境6 福特福克斯汽车发动机维护与检修一、怠速控制系统的功能与组成 一、怠速控制系统的功能与组成 　　1.怠速控制系统的功能： 　　用高怠速实现发动机起动后的快速暖机过程；自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。 　　2.怠速控制系统的组成： 　　如图，主要由传感器、ECU、和执行元件三部分组成。1、冷却液温度信号 2、A/C开关信号3、空挡位置开关信号 4、转速信号5、节气门位置信号 　6、车速信号　7、执行元件下一页null1、节气门 2、进气管 3、节气门操纵臂 4、执行元件5、怠速空气道 A）节气门直动式 b）旁通空气式　　3.怠速控制的方法 　　怠速控制也就是对怠速工况下的进气量进行控制。控制基本类型有节气门直动式和旁通空气式。如右图二、节气门直动式怠速控制器 结构如图，主要由直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机构和传动轴等组成。二、节气门直动式怠速控制器　　ａ）外形图 　　　　　　　　　　ｂ）结构图 1、节气门操纵臂 2、怠速控制器 3、节气门体 4、喷油器 5、燃油压力调节器 6、节气门 7、防转六角孔 8、弹簧 9、直流电动机 10、11、13 、齿轮 12、传动轴 14、丝杠下一页原理：　　当直流电动机通电转动时，经减速齿轮机构减速增扭后，再由丝杠机构将其旋转运动转换为传动轴的直线运动。传动轴顶靠在节气门最小开度限制器上，发动机怠速运转时，ECU根据各传感器的信号，控制直流电动机的正反转和转动量，以改变节气门最小开度限制器的位置，从而控制节气门的最小开度，实现对怠速进气量进行控制的目的。原理：三、步进电动机型怠速控制阀1.控制阀的结构与工作原理 2.控制阀的检修 3.控制阀的控制内容 三、步进电动机型怠速控制阀1.控制阀的结构与工作原理1.控制阀的结构与工作原理结 构：步进电动机型怠速控制阀的结构结构如图ａ所示，步进电机主要由转子和定子组成，丝杠机构将步进电机的旋转运动转变为直线运动，使阀心作轴向移动,改变阀心与阀座之间的间隙。安装在节气门上。 步进电动机的结构如图ｂ所示，主要由用永久磁铁制成有16个（8对）磁极的转子和两个定子铁心组成 。 　　　　　　　ａ） 1、控制阀 2、前轴爪 3、后轴承 4、密封圈 5、丝杠机构 7、定子 6、线束连接器 8、转子　　　　　ｂ） 1、2—线圈3—爪极　　　4．6—定子5—转子 工 作 原 理工 作 原 理步进电动机的工作原理工作原理如图，当ECU控制使步进电机的线圈按1-2-3-4顺序依次搭铁时，定子磁场瞬时针转动，由于与转子磁场间的相互作用，使转子随定子磁场同步转动。同理，步进电动机的线圈按相反的顺序通电时，转子则随定子磁场同步反转。定子有32个爪级，步进电动机每转一步为1/32圈，工作范围为0～125个步进级。a）输入脉冲 　　　　 b）工作过程下一页null　　步进电动机型怠速控制阀电路（日本丰田皇冠3.0轿车）如图所示。主继电器触点闭合后，蓄电池电源经主继电器到达怠速控制阀的B1和B2端子、ECU的＋B和＋B1端子，B1端子向步进电动机的1、3相两个线圈供电，B2端子向2、4相两个线圈供电。4个线圈的分别通过端子S1、S2、S3和S4与ECU端子ISC1、ISC2、ISC3和ISC4相连，ECU控制各线圈的搭铁回路，以控制怠速控制阀的工作。 2.控制阀的检修 （1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测B1和B2与搭铁间的电压，为蓄电池电压； （2）发动发动机后在熄火。2～3s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声； （3）拆下控制阀线束连接器，测量B1与S1和S3、B2与S2和S4之间的电阻，应为10～30Ω。 （4）拆下怠速电磁阀，将蓄电池正极接至B1和B2端子，负极按顺序依次接通S1—S2—S3—S4端子时，随步进电动机的旋转，控制阀应向外伸出，如图；若负极按反方向接通S4—S3—S2—S1端子，则控制阀应向内缩回。2.控制阀的检修下一页 a）接蓄电池正极 　　　　　　　 b）接蓄电池负极 a）接蓄电池正极 　　　　　　　 b）接蓄电池负极3.控制阀的控制内容起动初始位置的设定 起动控制 暖机控制 怠速稳定控制 怠速预测控制 电器负荷增多时的怠速控制 学习控制3.控制阀的控制内容四、旋转电磁阀型怠速控制阀1.控制阀的结构与工作原理 2.控制阀的控制内容 3.控制阀的检修 四、旋转电磁阀型怠速控制阀1.控制阀的结构与工作原理1.控制阀的结构与工作原理　　结构如左图，ECU控制两个线圈的通电或断开，改变两个线圈产生的磁场，两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用，可改变控制阀的位置，从而调节怠速空气口的开度，以实现怠速控制。结构图　　　　　　　　　位置涂　　　　　　　　　原理图1、控制阀 2、双金属片 3、冷却液腔 4、阀体 5、7、线圈6、永久磁铁 8、阀轴 9、怠速空气口 10、固定销 11、挡块12、阀轴限位杆工作原理： ECU控制旋转电磁阀型怠速控制阀工作时，控制阀的开度是通过控制两个线圈的平均通电时间（占空比）来实现的。 工作原理：2.控制内容 包括起动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制。2.控制内容3.控制阀的检修 （1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压； （2）发动机达到正常工作温度、变速器处于空挡位置时，使发动机维持怠速运转，用专用短接线接故障诊断座上的TE1与E1端子，发动机转速应保持在1000～1200r/min，5s后转速下降约为200 r/min。 （3）拆下怠速控制阀上的三端子线束连接器，在控制阀侧分别测量中间端子（＋B）与两侧端子（ISC1和ISC2）的电阻应为18.8 Ω ～22.8Ω。 3.控制阀的检修五、占空比控制电磁阀型怠速控制阀1.控制阀的结构与工作原理 2.控制阀的控制内容 3.控制阀的检修 五、占空比控制电磁阀型怠速控制阀1.控制阀的结构与工作原理1.控制阀的结构与工作原理结构如图，主要由控制阀、阀杆、线圈和弹簧等组成。 工作原理：控制阀的开度取决于线圈产生的电磁力大小，与旋转阀型怠速控制阀相同，ECU是通过控制输入线圈脉冲信号的占空比来控制电场强度，以调节控制阀的开度，从而实现怠速空气量的控制。1、5 弹簧 2、线圈 3、阀杆 4、控制阀2.控制阀的控制内容 包括起动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制。由于旁通气量少，为此需要快怠速控制辅助控制发动机暖机过程的空气量。 2.控制阀的控制内容 快怠速控制阀 1—冷却水腔2—石蜡感温器3—控制阀4、5—弹簧 3.控制阀的检修拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压； 拆下怠速控制饭上的两端子线束连接器，在控制阀侧分别测量两端子之间电阻应为10～15Ω。 3.控制阀的检修六、开关型怠速控制阀1.控制阀的结构与工作原理 2.控制阀的控制内容 3.控制阀的检测 六、开关型怠速控制阀1.控制阀的结构与工作原理1.控制阀的结构与工作原理结构主要由线圈和控制阀组成。如左图所示。 工作原理与占空比电磁阀相同，不同的是开关型怠速控制阀工作时，ECU只对阀内线圈通电和断电两种状态控制。 开关型怠速控制阀 1一线圈2一控制阀 2.控制阀的控制内容 只进行通、断电的控制。由于旁通气量少，为此需要快怠速控制辅助控制发动机暖机过程的空气量。2.控制阀的控制内容null福特福克斯发动机电子控制（如图）null冷却液输出连接头TP传感器冷却液输入连接头电子节气门活瓣电子马达null福特福克斯电子节气门体（如图）null福特福克斯电子节气门体（如图）null福特福克斯节气门闭合角调节螺钉null 注意：节气门活瓣阀的顶部止挡部位绝对不可以调整。 APP 传感器传送包含驾驶人加速需求的信号到 PCM。此信息直接由油门踏板的移动来做判断。 PCM 处理此信息并且依据电子节流阀，点火系统以及喷油需求的信号来传送输出信号。 电动马达使用一组齿轮来带动节气门活瓣阀轴。节气门活瓣阀的位置在封闭回路时设定并执行监控。 TP 传感器提供 PCM 现在的节气门活瓣阀的位置信息。万一电子节气门活瓣阀故障时，就会执行取代的功能。此项取代功能让节气门活瓣阀定量的开启。 null 因此，在节流阀外壳上有一颗节气门活瓣阀调整螺丝。回拉弹簧会关闭节气门活瓣阀直到齿状轮的止挡位置与止挡螺丝揪接触为止。以此方式形成定量的节气门活瓣阀间隙以供紧急运作模式时使用。 当节气门活瓣阀的位置保持在固定位置时，点火角度以及喷油量会依据 APP 传感器的位置而变化以限制发动机的运作。如此限制车辆的最高速度。 节气门活瓣阀的止挡螺丝有一组弹簧负载插销可以让节气门活瓣阀在超过紧急运转位置时关闭。(例如怠速控制或发动机超转)。nullIAC阀IAC 阀是连接到节气阀体的底部。对准 IAC 靠近节气阀体节气门板，使 IAC 的进入管路与输出管路保持最短的长度。如此节流阀开启与关闭较为顺畅能够更精确的控制发动机的怠速。nullIAC阀垫片IAC阀电气接头IAC阀IAC阀固定螺栓nullIMRC 作动器IMRC 作动器控制位于进气歧管上的一组节气门板。其依据发动机的需要来控制通过进气歧管气的排通量。IMRC 作动器是由来子PCM　的脉冲宽度调节讯号所控制。由 IMRC 作动器的输出信号会透过IMRC 作动器内的传动齿轮传送到节气门板直接作动节气门板轴。当发动机怠速时，IMRC 节气门板正常会位于关闭的位置。nullPSP 开关 PSP 开关是安装到动力转向泵本体上。当发动机怠速下转动方向盘时，来自 PSP 开关的信号可以用来会控制发动机怠速。null案例一：一辆1.8MT福特福克斯现行驶7854公里。车主反映该车行驶至5000公里时出现发动机怠速不稳定的情况。具体表现为，发动机转速从750转掉到300转，再从300转升至1100转，再掉到300转，且出现熄火现象和电池灯报警的现象。福特福克斯怠速问题分析：null案例分析： 一、怠速不稳的分类     1.如何观察怠速不稳     ①观察发动机缸体抖动程度，也可以观看机油尺把晃动的程度，平稳的油尺把很清晰，抖动的油尺把看起来是双的；②从发动机转速表或读数据块观察，转速以怠速期望值为中心抖动，或在期望值一侧剧烈抖动，程序中的怠速期望值包括标准怠速值、负荷（打开灯光，自动变速器挂上挡等）怠速值、空调怠速值、暖车怠速值；③原地启动发动机，坐在座椅上感觉车身剧烈抖动。     2.按出现规律分类     ①冷车（冷却液温度低于50℃）有节奏的不稳；②热车（冷却液温度高于50℃）有节奏的不稳；③无规律的剧烈抖动一、两下。     3、按抖动程度分类     ①正常，以怠速期望值±10r/min抖动；②一般不稳，以怠速期望值±20r/min抖动；③严重不稳，超过怠速期望值±20r/min抖动；④在怠速期望值的一侧剧烈抖动。 null4.按原因关联分类     ①直接原因，指机械零件脏污、磨损、安装不正确等，导致个别汽缸功率的变化，从而造成各汽缸功率不平衡，致使发动机出现怠速不稳；②间接原因，指发动机电控系统不正常，导致混合气燃烧不良，造成各汽缸功率难以平衡，使发动机出现怠速不稳。 5.按故障系统分类     ①进气系统；②燃油系统；③点火系统；④发动机机械系统。 6.怠速抖动机理      汽缸内气体作用力的变化（一个汽缸气体作用力变化或几个汽缸气体作用力变化），引起各汽缸功率不平衡，导致各活塞在做功行程时的水平方向分力不一致，出现对发动机横向摇倒的力矩不平衡，从而产生发动机抖动。也可以说，凡是引起发动机汽缸内气体作用力变化的故障都有可能导致发动机怠速抖动。 null二、怠速不稳的原因  1.进气系统     (1)进气歧管或各种阀泄漏      当不该进入的空气、汽油蒸汽、燃烧废气进入到进气歧管，造成混合气过浓或过稀，使发动机燃烧不正常。当漏气位置只影响个别汽缸时，发动机会出现较剧烈的抖动，对冷车怠速影响更大。常见原因有：进气总管卡子松动或胶管破裂；进气歧管衬垫漏气；进气歧管破损或其它机件将进气歧管磨出孔洞；喷油器O型密封圈漏气；真空管插头脱落、破裂；曲轴箱强制通风（PCV）阀开度大；活性炭罐阀常开；废气再循环（EGR）阀关闭不严等。     (2)节气门和进气道积垢过多      节气门和周围进气道的积炭、污垢过多，空气通道截面积发生变化，使得控制单元无法精确控制怠速进气量，造成混合气过浓或过稀，使燃烧不正常。常见原因有：节气门有油污或积炭；节气门周围的进气道有油污、积炭；怠速步进电机、占空比电磁阀、旋转电磁阀有油污、积炭。 null (3)怠速空气执行元件故障      怠速空气执行元件故障导致怠速空气控制不准确。常见原因有：节气门电机损坏或发卡；怠速步进电机、占空比电磁阀、旋转电磁阀损坏或发卡。 (4)进气量失准      控制单元接收错误信号而发出错误的指令，引起发动机怠速进气量控制失准，使发动机燃烧不正常，属于怠速不稳的间接原因。常见原因有：空气流量计或其线路故障；进气压力传感器或其线路故障；发动机控制单元插头因进水接触不良或电脑内部故障。  2.燃油系统     (1)喷油器故障      喷油器的喷油量不均、雾状不好，造成各汽缸发出的功率不平衡。常见原因有：喷油器堵塞、密封不良、喷出的燃油成线状等。    null (2)燃油压力故障      油压过低，从喷油器喷出的燃油雾化状态不良或者喷出的燃油成线状，严重时只喷出油滴，喷油量减少使混合气过稀；油压过高，实际喷油量增加，使混合气过浓。常见原因有：燃油滤清器堵塞；燃油泵滤网堵塞；燃油泵的泵油能力不足；燃油泵安全阀弹簧弹力过小；进油管变形；燃油压力调节器有故障；回油管压瘪堵塞。     (3)喷油量失准      各传感器或线路故障，导致控制单元发出错误指令，使喷油量不正确，造成混合气过浓或过稀，属于怠速不稳的间接原因。具体原因有：空气流量计（或进气歧管压力传感器）故障；节气门位置传感器故障；节气门怠速开关故障；冷却液温度传感器故障；进气温度传感器故障；氧传感器失效；以上传感器的线路有断路、短路、接地故障；发动机控制单元插头因进水接触不良或电脑内部故障。null (4)其它原因      三元净化催化器堵塞引起怠速不稳，这种故障在高速行驶时最易发现。自动变速器、空调、转向助力器有故障会增加怠速负荷，引起怠速不稳。发动机控制单元与空调、自动变速器控制单元之间的怠速提升信号中断，在安装CAN-BUS的车辆存在总线系统故障。随着新技术、新结构的增加，引起怠速不稳的因素会更多，诊断者必须全面考虑问题。 4.机械结构     (1)配气机构      配气机构故障导致个别汽缸的功率下降过多，从而使各汽缸功率不平衡。常见原因有：正时皮带安装位置错误，使各缸气门的开闭时间发生变化，导致配气相位失准，各汽缸燃烧不正常。气门工作面与气门座圈积炭过多，气门密封不严，使各汽缸压缩压力不一致。凸轮轴的凸轮磨损，各缸凸轮的磨损不一致导致各汽缸进入空气量不一致。气门相关件有故障，如气门推杆磨损或弯曲，摇臂磨损，气门卡住或漏气，气门弹簧折断等。 null (2)发动机体、活塞连杆机构      这些故障都会使个别汽缸功率下降过多，从而使各汽缸功率不平衡。常见原因有：汽缸衬垫烧蚀或损坏，造成单缸漏气或两缸之间漏气；活塞环端隙过大、对口或断裂，活塞环失去弹性；活塞环槽内积炭过多；活塞与汽缸磨损，汽缸圆度、圆柱度超差；因汽缸进水后导致的连杆弯曲，改变压缩比；燃烧室积炭会改变压缩比，积炭严重导致怠速不稳。     (3)其它原因      曲轴、飞轮、曲轴皮带轮等转动部件动平衡不合格，发动机支脚垫断裂损坏，发动机底护板因变形与油底壳相撞击等，这些原因只会造成发动机振动而不影响转速。null 三、怠速不稳的诊断方法      进气系统、燃油系统、点火系统、发动机机械故障均会导致发动机怠速不稳现象，因此诊断产生发动机怠速不稳现象的原因是一项涉及面较广、难度较大的工作，轻易换件的方法是不可取的。怠速不稳故障的原因有百般变化，应根据检测结果、理论分析、维修经验做出正确判断，所以说诊断工作是有规律可循的。      打开发动机罩检查：观察发动机运转情况，抖动程度，同时观察发动机转速表指针的摆动幅度，是否偏离怠速期望值；观察是正常怠速抖动，还是负荷怠速抖动（打开空调、灯光、挂入挡位、打方向盘等）；发动机外部件是否有异常；真空管有无脱落、破损；电线插接器有无松脱；是否存在漏油、漏水、漏气、漏电的四漏现象；排气管是否“突、突”（说明燃烧不好）、冒黑烟、有生汽油味等不正常现象；节气门拉线是否调整合适。null福特福克斯电子节气门电路图null 故障排除： 经4S站维修人员询问车主后得知，车主长期以低速行驶，且路程很短，而在这样的情况下会容易出现怠速不稳和积碳问题。后对节气门清洗后故障排除。车主离站前维修人员建议其经常拉高速。