任務(wù)5 發(fā)動機(jī)怠速控制系統(tǒng)的檢修課件

1、 2013全國汽車類情境體驗拓展互動“1+1”理實一體化規(guī)劃教材發(fā)動機(jī)怠速控制系統(tǒng)的檢修任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述1.了解：發(fā)動機(jī)怠速控制系統(tǒng)類型。2.熟悉：脈沖電磁式怠速控制閥、真空閥式怠速控制工作原理。3.掌握：步進(jìn)電機(jī)式和節(jié)氣門直動式發(fā)動機(jī)怠速控制原理與檢修。4.學(xué)會：發(fā)動機(jī)怠速控制系統(tǒng)的檢測方法。 怠速控制(ISC)系統(tǒng)是發(fā)動機(jī)輔助控制系統(tǒng)之一，其功能是在發(fā)動機(jī)怠速工況下，ECU根據(jù)相關(guān)傳感器信號通過怠速控制執(zhí)行器對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量進(jìn)行控制，使發(fā)動機(jī)以最佳怠速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。怠速是指油門踏板完全松開，節(jié)氣門處于關(guān)閉狀態(tài)，且發(fā)動機(jī)對外無功率輸出并保持最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時的工況。本項目主要研究發(fā)動機(jī)怠速的控制原

2、理以及解決其故障檢測問題。學(xué)習(xí)任務(wù)5學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識2學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識3Syllabus Do one thing at a time, and do it well本章內(nèi)容合作交流創(chuàng)新項目5 發(fā)動機(jī)怠速控制系統(tǒng)的原理與檢修項目5 汽車發(fā)動機(jī)的分類及工作原理58%學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識4【情境導(dǎo)入】 一輛捷達(dá)王（GTX）轎車發(fā)動機(jī)怠速不穩(wěn)，怠速轉(zhuǎn)速在8001400 r/min之間變化不定，有時怠速或空擋滑行時熄火。根據(jù)經(jīng)驗，首先對該車進(jìn)行了檢查，當(dāng)檢查到進(jìn)氣系統(tǒng)時，發(fā)現(xiàn)怠速節(jié)流閥體（圖5.1所示）里邊油污很多，疑為污垢導(dǎo)致該故障出現(xiàn)。拆下節(jié)流閥體并清洗干凈后

3、，按規(guī)定裝車發(fā)現(xiàn)故障依舊，問題到底出現(xiàn)在哪里？圖5.1所示大眾半電子節(jié)氣門節(jié)流閥體J338學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識51功用：通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)怠速時的進(jìn)氣量來調(diào)整發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速。 2組成：怠速控制系統(tǒng)主要由傳感器、ECU和執(zhí)行元件組成。3分類：燃油噴射系統(tǒng)采用的怠速控制分為控制節(jié)氣門旁的旁通空氣道的空氣流量和直接控制節(jié)氣門位置方式兩種。5.1發(fā)動機(jī)怠速控制系統(tǒng)功用、組成與分類【理論引導(dǎo)】圖 怠速控制系統(tǒng)的組成學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識7步進(jìn)電機(jī)型怠速控制閥 步進(jìn)電機(jī)型怠速控制閥的結(jié)構(gòu)如圖所示。它主要由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，絲杠機(jī)構(gòu)將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)殚y桿的直線運動，控制閥與閥桿制成一體。

4、控制閥安裝在節(jié)氣門體上，連接到設(shè)在怠速空氣道內(nèi)的閥座處。發(fā)動機(jī)怠速運轉(zhuǎn)時，ECU根據(jù)各傳感器的信號，控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)動角度，使控制閥升起或下降，用以改變怠速空氣道的流通截面，從而控制發(fā)動機(jī)怠速工況下空氣供給量。5.3控制原理【理論引導(dǎo)】 圖 步進(jìn)電機(jī)型怠速控制閥1-控制閥；2-轉(zhuǎn)子；3-線束連接器；4-后軸承；5-定子線圈1；6-定子線圈2；7-絲杠機(jī)構(gòu) 7學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識8步進(jìn)電機(jī)型怠速控制閥 步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由用永磁鐵制成有16個磁極的轉(zhuǎn)子和兩個定子鐵芯組成。16個磁極分為8對磁極沿圓周均勻分布，兩個定子都由兩個帶16個爪極的鐵芯交錯裝配在一起，每個定子上分別繞有

5、1、3相和2、4相兩組線圈，且兩組線圈的繞制方向相反。ECU控制步進(jìn)電機(jī)工作時，給各線圈輸送的是脈沖電壓，4個線圈的通電順序不同也就是相位不同，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向就不同。當(dāng)對4個線圈按一定順序輸入一定數(shù)量的脈沖時，步進(jìn)電機(jī)就向指定方向轉(zhuǎn)過一定的角度，其轉(zhuǎn)動角度取決于輸入脈沖的數(shù)量5.3控制原理【理論引導(dǎo)】圖步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)1、2-線圈；3-爪極；4-定子B 5-轉(zhuǎn)子；6-定子A 圖 定子結(jié)構(gòu)展開示意圖學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識102.半電子節(jié)氣門怠速控制執(zhí)行機(jī)構(gòu) 怠速控制裝置是通過直接控制節(jié)氣門體中的節(jié)氣門的開啟來實現(xiàn)怠速穩(wěn)定控制的，它不設(shè)怠速空氣旁通道。怠速控制裝置是由一個直流電機(jī)通過齒輪

6、傳動控制節(jié)氣門開啟。 節(jié)流閥體(J338)是一個電機(jī)系統(tǒng)組件，它由怠速直流電機(jī)、怠速節(jié)氣門電位計、節(jié)氣門電位計、怠速開關(guān)、怠速彈簧等組成。5.3控制原理【理論引導(dǎo)】 所示大眾半電子節(jié)氣門節(jié)流閥體J338學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識112.半電子節(jié)氣門怠速控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)5.3控制原理【理論引導(dǎo)】大眾捷達(dá)等半電子節(jié)氣門位置傳感器電路圖暖機(jī)控制：發(fā)動機(jī)啟動后，ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)溫度對怠速節(jié)氣門進(jìn)行控制。當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度低時，節(jié)氣門開度大；當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度高時，節(jié)氣門開度小，節(jié)氣門開度隨發(fā)動機(jī)水溫逐漸升高而逐漸變小。當(dāng)水溫達(dá)到80時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)穩(wěn)定在840 rmin，進(jìn)行目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制。 目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制：ECU不

7、斷地采集發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器送來的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號并與目標(biāo)怠速轉(zhuǎn)速840rmin進(jìn)行比較，如果有50rmin偏差，ECU將通過控制怠速直流電機(jī)來調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度，實現(xiàn)對怠速進(jìn)氣量的調(diào)節(jié)，調(diào)整發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速正常。怠速提升控制：在打開空調(diào)或方向盤轉(zhuǎn)動時，ECU會控制怠速時的進(jìn)氣量以及點火提前角，以保證發(fā)動機(jī)在各種工況下怠速穩(wěn)定。行駛中怠速控制：在行駛中，當(dāng)駕駛員突然放松加速踏板時，怠速開關(guān)F60閉合。此時節(jié)氣門的開度在怠速電機(jī)沒有工作情況下保留一段時間的最大開度，以達(dá)到發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)過渡，然后節(jié)氣門由怠速電機(jī)V60逐漸關(guān)閉，直到目標(biāo)怠速840 rmin。學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識12【任務(wù)實施】1.

8、怠速識別信號怠速信號類別類型信號識別注1怠速觸點信號豐田車系4線插頭節(jié)氣門位置傳感器中，其中有一線為IDL。怠速時，節(jié)氣門全關(guān)，IDL信號為：0V(觸點閉合搭鐵)大眾車系為怠速開關(guān)F60閉合為怠速，斷開為非怠速。節(jié)氣門打開，IDL信號為：12 V或5 V(觸點打開)。2.節(jié)氣門位置傳感器信號三線插頭的節(jié)氣門位置傳感器取消怠速觸點，怠速工況信號直接由節(jié)氣門開度信號代替。進(jìn)口車一般為小于06V。怠速狀態(tài)由電腦程序判斷，為軟開關(guān)。例如，尼桑車系和通用車系；紅旗世紀(jì)星VG20發(fā)動機(jī)6缸機(jī)國產(chǎn)車一般小于08 V。3. 油門踏板位置信號電子節(jié)氣門車輛用油門踏板位置信號識別怠速。司機(jī)不踏油門踩板，電腦就默認(rèn)

9、為怠速狀態(tài)。 電噴車有三種怠速狀態(tài)識別信號：一是怠速觸點信號；二是節(jié)氣門位置傳感器信號；三是油門踏板位置信號。學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識14【任務(wù)實施】2. 怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(2) 讀取測量數(shù)據(jù)塊以奧迪A6為例快速數(shù)據(jù)診斷 幫助選擇功能XX讀取測量數(shù)據(jù)塊 幫助輸入顯示組號XX讀取測量數(shù)據(jù)塊0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10080001、選擇“01”發(fā)動機(jī)電控制單元。進(jìn)行上述操作時，發(fā)動機(jī)應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)。2、按0和8鍵選擇“讀取測量數(shù)據(jù)塊”，按Q鍵確認(rèn)輸入。3、輸入所選顯示組號并按Q鍵確認(rèn)輸入，顯示組號和內(nèi)容見下。4、選擇了顯示組，也就選擇了相應(yīng)的功能和部件檢查。顯示組相互之間進(jìn)

10、行切換時，V.A.G1551/2可用鍵“3”和鍵“1”進(jìn)行上下切換。 學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識15【任務(wù)實施】2. 怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3) 奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識17【任務(wù)實施】2. 怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3) 奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識18【任務(wù)實施】2. 怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3) 奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識19【任務(wù)實施】2. 怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3) 奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識20【任務(wù)實施】2. 怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3) 奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下

11、學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識21【任務(wù)實施】2. 怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3) 奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識22【任務(wù)實施】2. 怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3) 奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識24【任務(wù)實施】3.怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的檢查檢查ISC閥的工作情況在Bl和B2端子上接上蓄電池正極，然后依次將Sl、S2、S3、S4接負(fù)極(搭鐵)，閥應(yīng)逐步關(guān)閉在Bl和B2端子上接上蓄電池正極，然后依次將S4、S3、S2、Sl接負(fù)極(搭鐵)，閥應(yīng)逐步開啟。 步進(jìn)電機(jī)ISC閥工作情況檢查學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識25【任務(wù)實施】3.怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

12、的檢查診斷儀檢測ISC閥步級數(shù)測量皇冠3.0車發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)如下：冷車時，ISC=55(步級數(shù))，熱車后ISC=52步，接通空調(diào)（AC）開關(guān)，ISC=63步，切斷空調(diào)（AC）開關(guān)，恢復(fù)到ISC=52步。豐田車步進(jìn)電機(jī)型怠速控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)步數(shù)為0125，0表示怠速控制機(jī)構(gòu)伸出極限，怠速空氣旁通道全部關(guān)閉；125表示怠速控制機(jī)構(gòu)收回到最小極限，怠速空氣旁通道全部開啟。學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識27【任務(wù)實施】4.怠速控制過程驗證3、暖機(jī)控制觀察水溫變化和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速的關(guān)系。4、反饋控制觀察者在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表上幾乎看不到轉(zhuǎn)速變化，但在檢測儀的數(shù)據(jù)流中可以注意到發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化情況。學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)

13、動機(jī)基本知識28【任務(wù)實施】4.怠速控制過程驗證5、發(fā)動機(jī)負(fù)荷變化的 預(yù)測控制空調(diào)開關(guān)打開，發(fā)動機(jī)電腦要接收電磁離合器工作的反饋信號，負(fù)荷啟動后見數(shù)據(jù)流中發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速或電瓶電壓讀數(shù)下降后，發(fā)動機(jī)伴隨點火提前角增大，同時怠速進(jìn)氣量增加。6、電器負(fù)載增多時的怠速控制開啟遠(yuǎn)光燈等用電設(shè)備觀察發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化。學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識29【任務(wù)實施】4.怠速控制過程驗證7、減速控制在數(shù)據(jù)流中觀察，在加速的非怠速工況，怠速控制機(jī)構(gòu)門開度比怠速穩(wěn)定時稍增大，但怠速控制機(jī)構(gòu)的開度和啟動位置及啟動后位置相比要小。8、學(xué)習(xí)控制清洗節(jié)氣門后，由于電腦內(nèi)存儲的自適應(yīng)值不會立刻隨目標(biāo)轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，所以會造成怠速在

14、一段時間居高不下，屬正?，F(xiàn)象。ECU在怠速一段時間后會重新向怠速目標(biāo)適應(yīng)學(xué)習(xí)，怠速會自然穩(wěn)定。有些車系為了快速自適應(yīng)設(shè)計了基本設(shè)定程序。由檢測儀直接控制怠速控制機(jī)構(gòu)找到怠速執(zhí)行機(jī)構(gòu)開度的最小位置和最大位置，從而快速計算出怠速穩(wěn)定點，找到自適應(yīng)值。學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識30【問題解決】造成發(fā)動機(jī)怠速不良有很多原因，一般有：1）進(jìn)氣系統(tǒng)漏氣，會導(dǎo)致氣缸混合氣過稀，引起怠速不良，甚至熄火；2）空氣濾清器臟污堵塞，也會導(dǎo)致怠速不良；3）若個別缸不工作，或是空氣流量傳感器損壞、燃油壓力和氣缸壓力低時，也會有怠速不良現(xiàn)象出現(xiàn)；4）各缸噴油器噴油不均勻也會致使發(fā)動機(jī)怠速不良；5）點火提前角調(diào)整不當(dāng)時

15、，發(fā)動機(jī)也會工作不穩(wěn)。配氣相位不準(zhǔn)確也會造成怠速不良等。主 要 原 因 分析學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識31【問題解決】用故障診斷儀V.A.G1551檢查故障信息，輸入10108（選擇測量數(shù)據(jù)流功能）01（輸入顯示組01），顯示區(qū)3是怠速時節(jié)氣門開度信號，正常值為25，現(xiàn)本車為7，超出允許范圍。為此用V.A.G1551對節(jié)氣門開度進(jìn)行基本設(shè)置，操作如下：(1) 先連接V.A.G1551，接通點火開關(guān)，但不起動發(fā)動機(jī)；(2) 輸入1010205（清除故障記憶）04（選擇基本設(shè)置功能）98（輸入顯示組98），按Q鍵確認(rèn)。而設(shè)置無法完成，故障原因是節(jié)氣門未關(guān)閉，怠速觸點沒有閉合。經(jīng)檢查節(jié)氣門不發(fā)卡

16、，油門拉線調(diào)整正常。起動發(fā)動機(jī)怠速運轉(zhuǎn)，測量相關(guān)運行參數(shù)，顯示區(qū)1是節(jié)氣門開度，在正常范圍內(nèi)。顯示區(qū)4是節(jié)氣門狀態(tài)，在怠速狀態(tài)應(yīng)顯示“Iding”，而測量結(jié)果卻顯示部分負(fù)荷狀態(tài)“Partthrot”，說明節(jié)流閥體內(nèi)的怠速觸點在怠速時不能閉合。故障檢測操作方法學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識32【問題解決】拆下節(jié)流閥體，用萬用表測量怠速觸點正極3和負(fù)極7之間的電阻，結(jié)果為無窮大，說明怠速開關(guān)確已損壞。拆下節(jié)流閥體的塑料蓋，發(fā)現(xiàn)怠速觸點上固定的塑料觸頭斷裂掉下，在節(jié)氣門關(guān)閉時，搖臂不能推動觸點不能可靠閉合，有一個很小的間隙，于是在搖臂的觸頭上纏幾圈膠布，并用強(qiáng)力膠把膠布粘牢，此時在節(jié)氣門關(guān)閉時，搖臂

17、能推動觸點可靠閉合，裝車后，用V.A.G1551按步驟再次進(jìn)行基本設(shè)置，順利完成，試車后故障排除。問題解決Agenda學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識33項目 小節(jié)2發(fā)動機(jī)怠速控制系統(tǒng)功用、組成與分類怠速控制閥的控制內(nèi)容步進(jìn)電機(jī)型怠速控制閥控制原理。半電子節(jié)氣門怠速控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制原理怠速識別信號怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的檢查怠速控制過程驗證學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識34【拓展與提升】發(fā)動機(jī)電子控制怠速進(jìn)氣量的方法可分為兩種基本類型：節(jié)氣門直動式和旁通空氣式。學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識35【拓展與提升】3種旁通空氣式怠速控制系統(tǒng)1旋轉(zhuǎn)電磁閥式怠速控制機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu) (b) 位

18、置圖 (c) 工作原理 旋轉(zhuǎn)電磁閥怠速控制機(jī)構(gòu)1閥；2雙金屬帶；3冷卻水腔；4閥體；5線圈1；6永久磁鐵；7線圈2；8軸；9旁通口；10固定銷；11擋塊；12桿旋轉(zhuǎn)電磁閥裝在節(jié)氣門體上，是通過改變磁場變化來控制機(jī)構(gòu)來控制閥門的旋轉(zhuǎn)角度，從而改變怠速空氣通道的截面積ECU控制脈沖信號的占空比大小，即控制線圈1、2中通電時間的比例，使電磁閥旋轉(zhuǎn)一定的角度。當(dāng)線圈1、2的通電占空比相等時，產(chǎn)生的磁場作用力相互抵消，閥軸停止轉(zhuǎn)動。當(dāng)線圈2占空比大于時線圈1，線圈2磁場強(qiáng)度大于線圈1的磁場強(qiáng)度，閥門轉(zhuǎn)過一定角度，旁通道面積增大，反之減小。學(xué)習(xí)任務(wù)2 汽車發(fā)動機(jī)基本知識36【拓展與提升】3種旁通空氣式怠速控制系統(tǒng)2占空比型電磁閥怠速控制機(jī)構(gòu)占空比控制型電磁閥工作時，由ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)運行工況和負(fù)載設(shè)備的工