怠速控制系統(tǒng)原理與檢修

怠速控制系統(tǒng)原理與檢修第一頁，共37頁。任務一怠速控制系統(tǒng)檢修一、怠速控制系統(tǒng)的功用及組成（一）怠速控制系統(tǒng)的功用怠速是指節(jié)氣門關閉，油門踏板完全松開，且發(fā)動機對外無功率輸出并保持最低轉速穩(wěn)定運轉的工況。電控汽油噴射式發(fā)動機在怠速工況時，空氣通過節(jié)氣門縫隙或旁通的怠速空氣道進入發(fā)動機，并由空氣流量計（或進氣歧管絕對壓力傳感器）對進氣量進行檢測，電控燃油噴射系統(tǒng)則根據各傳感器信號控制噴油量，保證發(fā)動機以最佳的怠速轉速運轉。此時，駕駛員無法進行怠速進氣量的調節(jié)與控制。怠速閥如圖6-1-1所示。下一頁返回第二頁，共37頁。任務一怠速控制系統(tǒng)檢修（二）怠速控制系統(tǒng)的組成怠速控制系統(tǒng)主要由傳感器、ECU和執(zhí)行元件三部分組成，如圖6-1-2所示。ECU首先根據各傳感器的檢測信號判斷發(fā)動機是否處于怠速工況及發(fā)動機負荷的變化情況，然后根據存儲在ECU的怠速控制程序確定一個怠速運轉的目標轉速，并與實際怠速轉速進行比較，根據比較結果控制執(zhí)行元件工作，以調節(jié)進氣量，使發(fā)動機的怠速轉速達到所確定的目標值。二、怠速控制系統(tǒng)的類型怠速控制的實質就是對怠速工況下的進氣量進行控制。上一頁下一頁返回第三頁，共37頁。任務一怠速控制系統(tǒng)檢修根據控制進氣量方式的不同，怠速控制可分為節(jié)氣門直動式和旁通空氣式兩種控制類型，如圖6-1-3所示。節(jié)氣門直動式是通過執(zhí)行元件改變節(jié)氣門的最小開度來控制怠速進氣量，而在旁通空氣式怠速控制系統(tǒng)中，設有旁通節(jié)氣門的怠速空氣道，由執(zhí)行元件控制流經怠速空氣道的空氣量。三、怠速控制執(zhí)行機構的結構及工作原理旋轉滑閥式怠速控制閥分為新式和舊式兩種，如圖6-1-4所示。旋轉滑閥式怠速控制閥使用較為廣泛，如廣州本田奧德賽、桑塔納2000、夏利2000、富康1.6以及豐田佳美等轎車都采用這種怠速控制閥。上一頁下一頁返回第四頁，共37頁。任務一怠速控制系統(tǒng)檢修（一）旋轉滑閥式怠速閥1.結構旋轉滑閥式怠速控制系統(tǒng)主要由永久磁鐵、旁通氣道、旋轉滑閥和復位彈簧等組成，如圖6-1-5所示。其中旋轉滑閥固裝在電樞軸上，與電樞軸一起轉動，用以控制通過旁通氣道的空氣量；永久磁鐵固裝在外殼上，形成永久磁場；復位彈簧的作用是在發(fā)動機熄火后使怠速閥旁通氣道完全打開。2.原理電樞鐵芯上繞有兩組繞向相反的電磁線圈A和B，當給線圈通電時會產生磁場，從而使電樞軸帶動旋轉滑閥轉動，控制通過旁通氣道的空氣。上一頁下一頁返回第五頁，共37頁。任務一怠速控制系統(tǒng)檢修發(fā)動機控制模塊對電磁線圈A和B的接角RSO和RSC進行同一信號反向控制，如圖6-1-6所示。（二）占空比式怠速閥占空比式怠速閥（見圖6-1-7）安裝在進氣歧管上，利用來自發(fā)動機控制模塊的占空比信號控制經過節(jié)氣門旁通氣道的進氣量。當發(fā)動機怠速運行時，發(fā)動機控制模塊根據各種傳感器的信號向電磁線圈通以占空比可調的脈沖信號。控制信號的占空比決定了線圈中平均電流的大小，而平均電流的大小又決定了電磁閥的開度和發(fā)動機怠速的高低。上一頁下一頁返回第六頁，共37頁。任務一怠速控制系統(tǒng)檢修占空比越大，線圈中的平均電流越大，線圈吸力越強，閥門升程越高，開度越大，旁通空氣量越大，怠速越高；反之，怠速越低。（三）步進電動機式怠速閥1.結構步進電動機式怠速閥（見圖6-1-8）由步進電動機、閥芯軸、閥芯等組成，安裝在發(fā)動機進氣總管上，發(fā)動機控制模塊根據各種傳感器的信號在怠速控制閥接頭各端子上加電壓，從而使電動機轉子順轉或反轉，使閥芯做軸向移動，改變閥芯與閥座之間的間隙，就可以調節(jié)流過旁通氣道的空氣量。間隙小，進氣量少，怠速低；間隙大，進氣量多，怠速高。上一頁下一頁返回第七頁，共37頁。任務一怠速控制系統(tǒng)檢修2.原理發(fā)動機控制模塊根據節(jié)氣門位置傳感器（TPS）的信號和車速信號來判斷發(fā)動機是否處于怠速運行狀態(tài)，然后根據發(fā)動機冷卻液溫度傳感器（ECT）、空調開關（A/C）、動力轉向開關（PS）以及空擋起動開關等信號，按照存儲器內儲存的參考數據，確定相應的目標轉速。一般情況下，怠速控制常采用發(fā)動機轉速信號作為反饋信號，實現(xiàn)怠速轉速的閉環(huán)控制，即發(fā)動機的實際轉速與目標轉速進行比較，根據比較得出的差值確定相應目標轉速的控制量，驅動步進電動機，使實際轉速趨近于目標轉速，如圖6-1-9所示。上一頁下一頁返回第八頁，共37頁。任務一怠速控制系統(tǒng)檢修3.電路欲使電動機正轉，相線控制脈沖按1—2—3—4相順序依次遲后90°相位角，定子上的N極向右移動，轉子隨之正轉，如圖6-1-10所示。反之，欲使步進電動機反轉，相線控制脈沖按4—3—2—1相順序依次超前90°相位角，定子上的N極向左移動，轉子隨之反轉。轉子轉動一圈分為32個步極進行，每個步極轉動一個爪的轉角，即11.25°，步進電動機的工作范圍為0～125個步極。（四）節(jié)氣門直動式怠速閥1.結構上一頁下一頁返回第九頁，共37頁。任務一怠速控制系統(tǒng)檢修節(jié)氣門直動式怠速閥（見圖6-1-11）是通過節(jié)氣門體怠速穩(wěn)定控制器控制節(jié)氣門的開啟來實現(xiàn)怠速穩(wěn)定控制的。怠速穩(wěn)定控制器由一個直流電動機通過齒輪傳動控制節(jié)氣門的開啟。2.組成節(jié)氣門體主要由節(jié)氣門和怠速穩(wěn)定控制器組成（見圖6-1-12），該怠速穩(wěn)定控制器主要由怠速電動機、齒輪減速機構、應急彈簧、節(jié)氣門電位計、怠速節(jié)氣門定位器和怠速開關等構成。怠速電動機可正反兩方向旋轉，通過減速機構直接驅動節(jié)氣門轉動，使節(jié)氣門開度增大或減小。上一頁下一頁返回第十頁，共37頁。任務一怠速控制系統(tǒng)檢修節(jié)氣門電位計相當于電噴發(fā)動機的節(jié)氣門位置傳感器，怠速節(jié)氣門電位計相當于一個高靈敏度的僅用于檢測節(jié)氣門怠速開度的節(jié)氣門位置傳感器，怠速開關則用來判定節(jié)氣門是否進入怠速狀態(tài)。3.工作原理節(jié)氣門直動式怠速閥的控制電路節(jié)氣門體上的怠速穩(wěn)定控制器通過一個8端子插接器與ECU相連，各端子排列如圖6-1-13所示。ECU的62端子向節(jié)氣門電位計和怠速節(jié)氣門電位計提供5V工作電壓，67端子則通過ECU內部搭鐵，75端子和74端子分別接收來自節(jié)氣門電位計和怠速節(jié)氣門電位計的信號，69端子與怠速開關相連，用來判定節(jié)氣門是否進入怠速狀態(tài)。上一頁下一頁返回第十一頁，共37頁。任務一怠速控制系統(tǒng)檢修在怠速開關閉合，69端子電位為0的情況下，ECU通過66端子和59端子向怠速電動機輸出正向或反向的工作電流，使怠速電動機驅動節(jié)氣門開大或關小，達到穩(wěn)定和調節(jié)怠速的目的。當需要鎖定怠速電動機從而鎖定節(jié)氣門開度時，ECU通過內部電路將66端子與59端子短接，即將怠速電動機的兩個輸入端子短接，利用電動機電樞感應電流所產生的磁場形成電動機的轉動阻力，從而產生制動效果。上一頁返回第十二頁，共37頁。任務二電子節(jié)氣門檢修電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)由油門踏板傳感器、控制單元、節(jié)氣門體、故障指示燈等組成，如圖6-2-1所示。一、油門踏板位置傳感器油門踏板位置傳感器（見圖6-2-2）安裝在油門踏板支架上，并有2個傳感器電路：VPA（主）和VPA2（副）。該傳感器為非接觸型，使用霍爾效應元件，以便在極端的行駛條件下，例如高速或極低車速下也能生成精確的信號。施加在ECM端子VPA和VPA2上的電壓在0～5V內變化，并與油門踏板（節(jié)氣門）工作角度成比例。來自VPA的信號指示實際油門踏板開度，并用于發(fā)動機控制。下一頁返回第十三頁，共37頁。任務二電子節(jié)氣門檢修來自VPA2的信號傳輸VPA電路的狀態(tài)信息，并用于檢查油門踏板位置傳感器自身情況。ECM通過來自VPA和VPA2的信號監(jiān)視實際油門踏板開度，并根據這些信號控制節(jié)氣門執(zhí)行器。發(fā)動機控制單元能夠根據兩個油門踏板位置傳感器所提供的信號識別出油門踏板當前的位置。兩個傳感器是一種滑動觸點電位計，同軸安裝在加速踏板上，滑動觸點電位計輸出電壓，隨加速踏板位置的變化而變化。兩個滑動觸點電位計上的電源均為5V。出于安全性的考慮，每個傳感器都有單獨的電源（紅色）、地線（棕色）及信號線（綠色），如圖6-2-3所示。上一頁下一頁返回第十四頁，共37頁。任務二電子節(jié)氣門檢修傳感器G185的電路中安裝了一個串聯(lián)電阻（見圖6-2-4），兩個傳感器的特性曲線不同。在相應的數據塊中讀出的傳感器信號以百分比的形式顯示，因此100%對應5V。二、節(jié)氣門控制單元（J338）節(jié)氣門控制單元位于進氣歧管上，能夠向發(fā)動機提供足夠的空氣流量。它由節(jié)氣門體、節(jié)氣門、節(jié)氣門驅動裝置G186、節(jié)氣門驅動裝置G187角度傳感器1、節(jié)氣門驅動裝置G187角度傳感器2等組成（如圖6-2-5所示）。1.功能上一頁下一頁返回第十五頁，共37頁。任務二電子節(jié)氣門檢修開啟或關閉節(jié)氣門，發(fā)動機控制單元通過激活節(jié)氣門驅動裝置的電動機來完成。兩個角度傳感器向發(fā)動機控制單元提供當前節(jié)氣門位置的反饋信號，出于安全性的考慮，使用了兩個傳感器。2.電路電子節(jié)氣門路如圖6-2-6所示。兩個角度傳感器使用共同的電源線（紅色）和地線（棕色），每個角度傳感器都有自己的信號線（綠色）。藍色為節(jié)氣門驅動裝置控制線，其是否被激活取決于節(jié)氣門的運動方向。上一頁下一頁返回第十六頁，共37頁。任務二電子節(jié)氣門檢修三、故障指示燈（EPC）接通點火開關后，故障指示燈（EPC，見圖6-2-7）點亮3s，如果系統(tǒng)沒有故障碼，或者在這期間沒有檢測到故障，則指示燈熄滅；如果系統(tǒng)中存在故障碼，發(fā)動機控制單元激活故障指示燈，故障指示燈直接由發(fā)動機控制單元控制接地線（棕色）。故障指示燈發(fā)生故障時對節(jié)氣門的功能沒有影響，但是會在故障存儲器中存儲一個故障碼。指示燈沒有閃碼功能。上一頁返回第十七頁，共37頁。圖6-1-1怠速閥返回第十八頁，共37頁。圖6-1-2怠速控制系統(tǒng)的組成返回第十九頁，共37頁。圖6-1-3怠速控制系統(tǒng)的類型返回第二十頁，共37頁。圖6-1-4旋轉滑閥式怠速控制閥返回第二十一頁，共37頁。圖6-1-5旋轉滑閥式怠速閥結構返回第二十二頁，共37頁。圖6-1-6旋轉滑閥式怠速閥原理返回第二十三頁，共37頁。圖6-1-7占空比式怠速閥返回第二十四頁，共37頁。圖6-1-8步進電動機式怠速閥返回第二十五頁，共37頁。圖6-1-9步進電動機怠速控制閥返回第二十六頁，共37頁。圖6-1-10步進電動機電路返回第二十七頁，共37頁。圖6-1-11節(jié)氣門直動式怠速閥返回第二十八頁，共37頁。圖6-1-12節(jié)氣門直動式怠速閥的組成返回第二十九