汽車電子節(jié)氣門的原理與檢測方法

1、汽車電子節(jié)氣門的原理與檢測方法節(jié)氣門直動式節(jié)氣門位置傳感器a) 實物圖b) 結構示意圖圖 2-13 節(jié)氣門直動式怠速控制系統(tǒng)怠速節(jié)氣門位置傳感器2-應急彈簧3-怠速電機4-節(jié)氣門位置傳感器5-怠速穩(wěn)定裝置6-怠速開關以上幾種節(jié)氣門體都安裝有怠速旁通氣道，從而實現(xiàn)怠速控制，而節(jié)氣門直動式怠速控制系統(tǒng)取消了旁通通道，而是通過控制節(jié)氣門的開啟角度，調(diào)節(jié)空氣通道的截面來控制進氣量，實現(xiàn)對怠速的控制，這種控制廣泛的應用在大眾車系。1系統(tǒng)的組成和工作原理圖2-14 節(jié)氣門體電路圖RP1 節(jié)氣門位置傳感器RP2 怠速節(jié)氣門位置傳感器S 怠速開關M怠速直流電動機節(jié)氣門直動式怠速控制系統(tǒng)主要由節(jié)氣門位置傳感器、

2、 怠速節(jié)氣門位置傳感器，怠速開關和執(zhí)行器 （怠速直流電動機）以及一套齒輪驅(qū)動機構組成（見圖2-13），圖 2-14 為其內(nèi)部線路圖。 節(jié)氣門位置傳感器和怠速節(jié)氣門位置傳感器都是由一個雙軌形碳膜電阻和在其上滑動的觸點組成。另外在節(jié)氣門體上有一個雙齒輪，它是由同軸的一個大齒輪和一個小齒輪組成。與怠速直流電動機同軸的小齒輪與雙齒輪中的大齒輪嚙合，扇行齒輪與節(jié)氣門同軸并與雙齒輪中的大齒輪嚙合。 當駕駛員踩加速踏板時， 怠速開關斷開，發(fā)動機 ECU 根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器的輸入信號判斷發(fā)動機的運行工況，并進行噴油和點火的控制。當駕駛員不踩加速踏板時，節(jié)氣門在回位彈簧的作用下關閉，怠速開關閉合。發(fā)動機 EC

3、U 收到怠速開關閉合的信號，得知發(fā)動機處于怠速運行狀態(tài)，并根據(jù)怠速節(jié)氣門位置傳感器的信號和曲軸位置傳感器的信號來控制直流電動機的動作，經(jīng)過小齒輪、雙齒輪和扇形齒輪將電動機的轉速傳遞到節(jié)氣門，使其打開相應的角度，使怠速轉速達到最佳值。(1）節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)氣門體內(nèi)，與節(jié)氣門軸直接相連。它是一種電位計式的傳感器，其輸出的電壓與節(jié)氣門的開度成反比，該電壓信號輸送給發(fā)動機 ECU ，發(fā)動機 ECU 根據(jù)該信號的大小和變化的速率，判斷出發(fā)動機運行的各種工況，并進行各種工況下的噴油量、點火正時的控制。如果發(fā)動機 ECU 沒有收到節(jié)氣門位置傳感器的信號，將根據(jù)發(fā)動機轉速和空氣流量信號計

4、算出一個替代值。 (2）怠速節(jié)氣門位置傳感器圖 2-15 怠速節(jié)氣門位置傳感器怠速節(jié)氣門位置傳感器（見圖 2-15）裝在節(jié)氣門體內(nèi)，也是一種電位計式傳感器，其輸出電壓的變化僅受怠速直流電機的控制。當發(fā)動機在怠速工況下運行時，怠速節(jié)氣門位置傳感器將其阻值的變化轉換成電壓信號，發(fā)動機 ECU 根據(jù)該電壓值確定節(jié)氣門的位置，通過微量調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度來調(diào)節(jié)發(fā)動機怠速轉速。當發(fā)動機實際轉速低于標準轉速時，電機軸通過齒輪機構將節(jié)氣門打開一個微小的角度，增加發(fā)動機進氣量，使發(fā)動機轉速增加，逐漸逼近標準轉速；當發(fā)動機實際轉速高于標準轉速時，電機軸通過齒輪機構將節(jié)氣門關閉一個微小的角度，減少發(fā)動機進氣量，使發(fā)動機

5、轉速降低，逐漸逼近標準轉速。 (3）怠速開關怠速開關（見圖2-16）裝在節(jié)氣門體內(nèi)，與節(jié)氣門主驅(qū)動軸直接相連。它是觸點式開關，僅當節(jié)氣門主驅(qū)動機構復位時，該觸點開關才閉合，通知發(fā)動機控制模塊發(fā)動機進入怠速工況。發(fā)動機 ECU 根據(jù)該信號及發(fā)動機的負荷來調(diào)整怠速供油量和發(fā)動機轉速；當節(jié)氣門打開時，怠速觸點開關斷開，發(fā)動機 ECU 根據(jù)這一信號進行從怠速到小負荷的過渡工況的噴油控制。怠速開關的信號還可以作為發(fā)動機控制模塊判斷是否進行怠速自動控制和急減速斷油控制的信號。圖2-16 怠速開關 (4）怠速直流電動機圖2-17 怠速直流電動機怠速直流電動機如圖2-17 所示。當發(fā)動機怠速運行時，或因發(fā)動機

6、冷卻液溫度低、空調(diào)運轉、動力轉向的加入等原因使發(fā)動機負荷增大時，為使發(fā)動機怠速穩(wěn)定，怠速直流電動機經(jīng)一套齒輪機構推動節(jié)氣門，加大其開度來增加發(fā)動機的進氣量，提高發(fā)動機的轉速；相反，在發(fā)動機怠速下減載時，在怠速直流電機的作用下，使節(jié)氣門的開度減小，以避免發(fā)動機超速，從而保證保證發(fā)動機在怠速工況下運行穩(wěn)定。2系統(tǒng)的檢測 (1 ）機械檢查節(jié)氣門體在長時間使用后，在進氣通道和節(jié)氣門之間有可能形成積碳，而造成節(jié)氣門卡滯，造成怠速不穩(wěn)等現(xiàn)象。此外節(jié)氣門體在經(jīng)受長期劇烈的振動后，有可能出現(xiàn)如怠速直流電動機軸承磨損、塑料齒輪斷齒、閥門驅(qū)動機構卡滯、驅(qū)動機構蓋板破裂等，出現(xiàn)這類故障都無法修復，只能更換新的節(jié)氣門

7、體總成。所以在對節(jié)氣門體檢查時，可采用目測有無以上故障發(fā)生的方式進行。（ 2）部件測試節(jié)氣門體供電檢測節(jié)氣門體接頭有8 只端子，各端子的功能如表 2-3 所示。 1、2 端子直接接直流電動機，5、8端子分別接節(jié)氣門位置傳感器和怠速節(jié)氣門位置傳感器的滑動觸點，他們的輸出信號都不超過5V 電壓（接頭端子的排列如圖 2-18a 所示），且信號電壓與節(jié)氣門開度成反比。端子 3 輸出怠速開關信號， 端子 4、7 向節(jié)氣門體提供5V 電壓，其中端子 7 通過發(fā)動機 ECU 接地。將點火開關置于“ON”位置，按如圖2-18b 所示方法用萬用表進行測量：測量端子4 與端子 7 之間的電壓應為 5.0±

8、; 0.5V 。若測量值與上述要求不符，將點火開關置于“ OFF“檔，拔下 ECU 接頭用萬用表進行線路檢測。端子 4 與 ECU 接頭端子 41、端子 7 與 ECU 接頭端子 35 之間的導線阻值小于 1.5 歐；端子 4 與端子 7 間的電阻應為無窮大。若測得結果與上述要求不符，按電路圖查找故障并排除。表2-3節(jié)氣門體接頭各端子功能a）節(jié)氣門體接頭各端子分布 b) 節(jié)氣門體供電檢測圖2-18節(jié)氣門體接頭端子的分布和供電檢測怠速開關檢測將點火開關置于“OFF”檔，拆下節(jié)氣門體接頭。用萬用表檢測節(jié)氣門全閉時端子3與7間阻值應小于 1 ；緩慢踩下加速踏板 ,端子 3 與 7 之間阻值應為無窮大

9、。否則更換節(jié)氣門體。怠速控制裝置檢測將探針插入節(jié)氣門體接頭端子8 引線內(nèi)（見圖2-19），起動發(fā)動機，進入怠速運行。 在冷卻液溫度達到80以上時， 萬用表測量探針檢測點與蓄電池負極之間電壓應在2.83.6V 。圖 2-19怠速節(jié)氣門位置傳感器的檢測直流電動機檢測把點火開關置于關閉位置，拔下節(jié)氣門體接頭，用萬用表測量節(jié)氣門體接頭端子 1 與端子 2 之間的阻值應為 3 200 。若不符合要求，更換節(jié)氣門體總成。節(jié)氣門位置傳感器檢測打開點火開關，將萬用表表筆插入節(jié)氣門體插座第5 端子引線內(nèi)（見圖 2-20 ），緩慢踩下加速踏板從關閉到全開，萬用表電壓讀數(shù)應隨著節(jié)氣門開度的增大而緩慢下降。反之，隨節(jié)

10、氣門的逐漸關閉，萬用表電壓讀數(shù)應逐漸上升，其信號變化曲線如圖 2-21 所示，否則應進行供電和線路檢查。圖2-20節(jié)氣門位置傳感器的檢測圖2-21節(jié)氣門位置傳感器信號變化的曲線3、電子節(jié)氣門中的節(jié)氣門位置和加速踏板位置傳感器1工作原理電子式節(jié)氣門的實物如圖2-22所示，是一種比較新的技術，國產(chǎn)大眾奧迪A6AWL、 APS與ATX發(fā)動機、寶來AUM發(fā)動機及波羅BCC發(fā)動機中采用了電子油門控制系統(tǒng)。 圖 2-22 電子油門的實物圖電子油門與節(jié)氣門直動式比較有以下優(yōu)點，電子油門系統(tǒng)中，當駕駛員踏下加速踏板時，加速踏板位置傳感器首先接收駕駛員的加速信息，并將此加速信息首先傳到發(fā)動機ECU ，發(fā)動機EC

11、U 根據(jù)油門踏板傳感器的信號加濃混合氣后在將節(jié)氣門打開，這樣可以提高發(fā)動機的加速性能；而節(jié)氣門直動式當駕駛員踏下油門踏板時，由拉索先將節(jié)氣門打開，使進氣量增大，再由空氣流量計檢測進氣量的變化，根據(jù)流量計的變化來適當加濃混合氣，所以直動式的發(fā)動機加速性能相對電子油門的發(fā)動機差。 下面以奧迪 A6 ATX 發(fā)動機的電子油門進行講解 , 其電子油門與發(fā)動機 ECU 之間的電路連接如圖 2-23 所示，電子油門系統(tǒng)包括用于確定、調(diào)整及監(jiān)控節(jié)氣門位置的所有部件。它主要由加速踏板、加速踏板位置傳感器、發(fā)動機ECU 、數(shù)據(jù)總線、 EPC 指示燈和節(jié)氣門控制部件 （執(zhí)行機構）等組成。圖 2-23 奧迪 A6A

12、PS 與 ATX 電子油門控制系統(tǒng)電路圖 J338-節(jié)氣門控制部件 J220_發(fā)動機 ECUG186- 節(jié)氣門驅(qū)動裝置G187-節(jié)氣門驅(qū)動角度裝置傳感器1 G188-節(jié)氣門驅(qū)動角度裝置傳感器2 加速踏板位置傳感器的安裝位置如圖2-24所示，由兩個加速踏板位置傳感器G79 和 G185 來檢測并通知發(fā)動機控制單元。這兩個傳感器是一個可變電阻，裝在一個殼體內(nèi)，并與加速踏板構成一體，但各自獨立。加速踏板位置（駕駛員意愿） 是發(fā)動機控制單元的一個主要輸入?yún)?shù)。圖 2-24 加速踏板位置傳感器安裝位置節(jié)氣門控制部件殼體內(nèi)包括節(jié)氣門驅(qū)動裝置 G186，節(jié)氣門驅(qū)動節(jié)氣門傳感器G187 和 G188。節(jié)氣門驅(qū)

13、動裝置G186 是一個伺服電動機，該電動機由發(fā)動機控制單元控制，按與一彈簧力相反方向打開節(jié)氣門。 節(jié)氣門位置傳感器 G187 和 G188 是個電位計 （可變電阻），它將節(jié)氣門的位置信號傳送給發(fā)動機控制單元，這兩個角節(jié)氣門傳感器是相互獨立的。節(jié)氣門由節(jié)氣門控制部件內(nèi)的節(jié)氣門驅(qū)動裝置 （電動機） 根據(jù)發(fā)動機控機運轉時，如電子油門發(fā)生故障， 組合儀表將接通 EPC 警報燈，同時發(fā)動機控制單元的故障存儲器會紀錄該故障。制單元的指令來控制。當發(fā)動機不轉且點火開關打開時，發(fā)動機控制單元根據(jù)加速踏板位置傳感器的信息來控制節(jié)氣門控制器。也就是說，當加速踏板踏下一半時，節(jié)氣門驅(qū)動裝置以同樣的尺度打開節(jié)氣門，則

14、節(jié)氣門也打開一半。當發(fā)動機運轉時（有負荷），發(fā)動機控制單元可獨立于加速踏板位置傳感器來打開或關閉節(jié)氣門。這樣，即使加速踏板只踏下一半，但節(jié)氣門可能完全打開了， 其優(yōu)點是可避免節(jié)氣門上節(jié)流損失。 此外，在一定負荷狀態(tài)下涉及有害物質(zhì)的排放和油耗值將明顯改善。在組合儀表上有一個 EPC（ Electronic Power Control) 燈。在發(fā)動機運轉時，如電子油門發(fā)生故障，組合儀表將接通EPC 警報燈，同時發(fā)動機ECU 的故障存儲器會記錄該故障。2電子節(jié)氣門的檢測（以奧迪ATX 發(fā)動機為例講解）(1）節(jié)氣門自適應在打開點火開關且不起動發(fā)動機時，通過自適應，發(fā)動機ECU“學習”節(jié)氣門各不同的位置

15、，這些位置參數(shù)即可存入發(fā)動機ECU 。節(jié)氣門位置由2 個節(jié)氣門驅(qū)動裝置來反饋，拆裝或更換節(jié)氣門控制單元J-338 或發(fā)動機 ECU ，或發(fā)動機控制單元供電中斷時，必須進行自適應，節(jié)氣門控制單元的自適應如下：打開點火開關6S 以上，但不操縱起動機和加速踏板。且發(fā)動機控制單元識別出“學習需要”時 , 自適應自動完成 (自適應的完成是看不出來的 )。當存儲的角度傳感器電壓值與實際測得的值在某一公差范圍內(nèi)容不一致時，才能識別出“學習需要” 。在打開點火開關時，通過學習基本設定（功能 04）在顯示組 60 中來完成。檢查節(jié)氣門控制單元自適應的要求，故障存儲器內(nèi)無故障碼。發(fā)動機不轉且點火開關打開、 不踏下

16、油門踏板、 冷卻液溫度高于5但低于 100、進氣溫度低于100、發(fā)動機控制單元供電電壓高于 11V 。其檢查步驟如下：連接 VAG1551 ，選擇“ 01 發(fā)動機電控系統(tǒng)” 。進行上述操作時應打開點火開關。屏幕顯示：按 0，6，和 0，選擇顯示組 60；按 Q 確認輸入。按 Q 鍵后，節(jié)氣門控制器先被無電流接通。在該狀態(tài)，節(jié)氣門通過一位于節(jié)氣門控制單元內(nèi)的彈簧進入應急運行位置。2 個節(jié)氣門傳感器的應急運行位置值被存入發(fā)動機的控制單元，然后在某一值時節(jié)氣門被打開，如果達到該值，節(jié)氣門控制單元又被無電流接通，這時在一定的時間內(nèi)，彈簧應將節(jié)氣門關閉到先前自適應應急的運行位置（彈簧檢測） ，隨后節(jié)氣門

17、又被節(jié)氣門控制單元關閉。節(jié)氣門控制單元內(nèi)節(jié)氣門位置傳感器的傳送的值被存入發(fā)動機控制單元內(nèi)。在車行駛過程中，如果發(fā)動機控制單元無電源接通了節(jié)氣門控制單元，則怠速升高且不穩(wěn)。發(fā)動機加速時非常的緩慢，屏幕顯示:在顯示區(qū) 3 和 4 中檢查顯示值是否與節(jié)氣門控制單元規(guī)定值相符。表 2-4 為 60 組的顯示組的說明。表 2-4 60 顯示組的說明如果控制自適應中斷,可以是因為節(jié)氣門不能完全的關閉(如臟污 ),蓄電池電壓低、 節(jié)氣控制單元或?qū)Ь€損壞,在自適應過程中 ,起動了發(fā)動機或踏動了加速踏板或節(jié)氣殼體卡得過緊(檢查螺栓連接 ) 。按鍵結束發(fā)動機的基本設定,屏幕顯示(功能選擇 ):(2）節(jié)氣門位置傳感

18、器的檢查在節(jié)氣門控制單元內(nèi)節(jié)氣門益?zhèn)鞲衅?G187 和 G188 向發(fā)動機控制單元傳遞節(jié)氣門位置信號。關閉點火開關，連接VAG1551 ，選擇 01 發(fā)動機電控制單元進行上述操作時， 應打開點火開關， 屏幕顯示按 08 鍵選擇“讀取測量數(shù)據(jù)塊” ，按 Q 鍵確認輸入，屏幕顯示：按 0、 6 和 2 鍵，選擇顯示組號“ 062”，按 Q 鍵確認。屏幕顯示：檢查電子節(jié)氣門位置傳感器電壓是否與規(guī)定的值相符，發(fā)動機將節(jié)氣門位置傳感器的電壓值換算成百分比（5V為基數(shù)），并顯示該百分比（ 5V 相當于百分之百） ，電子油門的電壓規(guī)定值如表 2-5：表 2-5 62 顯示組的說明電子節(jié)氣門位置和加速踏板位置

19、傳感器電壓值顯示區(qū) 1234 顯示屏× ×××××××表示節(jié)氣門位置（位置傳感器 1）節(jié)氣門位置（位置傳感器2）油門踏板位置傳感器1 油門踏板位置傳感器2 工作范圍 0 1000 100 0 1000 100規(guī)定值 393（怠速值8 18） 97 3（怠速值： 80 90） 12 974 49注意顯示區(qū)1 和2 的顯示，慢慢將油門踏板踩到底，顯示區(qū)1 和百分比值應均勻的升高，公差范圍 393并未完全面使用，顯示區(qū)2的百分比值應均勻下降，公差圍97 3也未完全使用，顯示區(qū)1 顯示值升高，而顯示區(qū)2 顯示值會降低，其原

20、因在于節(jié)氣門位置傳感器的可逆轉性。也就是說節(jié)氣門位置傳感器1 的分電壓向 5V 靠攏（節(jié)氣門開得越大，電壓越高；百分比值也升高）；節(jié)氣門位置傳感器 2 從 5V 向 0V 靠攏（節(jié)氣門開得越大，電壓越低；百分比值下降） 。如果顯示值沒有達到規(guī)定的要求 ,檢查節(jié)氣門控制單元的供電和節(jié)氣門控制單元導線 ,尤其是注意插頭 ,是否松動或銹蝕 ,如果沒有問題 ,則檢查油門踏板位置傳感器。 (3）節(jié)氣門控制單元供電的檢查拔下節(jié)氣門控制單元插頭，打開點火開關，將萬用表（電壓檔）接到插頭下列端子 2 和接地及端子 2 和 6 之間，測量其電壓值，圖 2-25 所示，其電壓值應均為 5V ，如果達到規(guī)定值，檢查信號線和節(jié)氣門控制器控制線功能，如果未達到規(guī)定值，檢查從發(fā)動機控制單元到節(jié)氣門控制單元的導線連接。圖 2-25 節(jié)氣門控制單元接頭 (4）節(jié)氣門控制單元導線連接的檢查從節(jié)氣門控制單元上拔下插頭，針檢測盒接到發(fā)動機控制線束上 ,不接發(fā)動機控制單元 , 檢查導線是否對正極 /負極短路及斷路，如需要