3 1发动机怠速系统故障检修

,发动机电控系统识别,主讲人：张忠伟,延时符,汽车发动机电控系统检修课程项目三进气不良故障检修任务一发动机怠速系统故障检修,主要内容Primarycoverage,一、学习目标,1.能根据故障现象制定正确的维修计划;2.能正确选择诊断设备对怠速控制阀引起的故障进行诊断;3.能使用万用表、故障诊断仪、示波器对怠速控制阀的电路进行检测;4.能正确记录、分析各种检测结果并确定故障原因和故障部位;5.能按照正确操作程序进行怠速控制阀的更换;6.能正确检查怠速控制阀故障的修复质量;7.能够自主检修怠速控制阀引起的故障。,二、情景描述,故障现象：一辆行驶里程约2万km的大众迈腾1.8TSIAT轿车。用户反映：该车EPC灯亮，加速无力且换档冲击大。诊断与排除：维修人员连接诊断仪进行检测，进入自诊断网关列表，出现三个系统故障，分别是发动机控制系统故障、变速器控制系统故障和电子驻车系统故障。再分别进入上述三个系统，均显示故障码：00545-节气门/加速踏板位置传感器/开关-B-电路故障。删除故障码，重新对节气门进行基本设定，试车故障暂时排除，稍后再进行二次试车，故障重现。分析诊断仪中的数据流，数值2显示怠速状态下发动机负荷为14%，正常值应为18%19%。由于节气门开度低于怠速时节气门开度值，因此发动机控制单元会将车辆控制为跛行状态。根据故障提示，由浅入深，先更换加速踏板开关，路试故障依旧；对加速踏板开关电路进行排查，分别测量加速踏板开关至ECU的六根电路的电阻，正常。根据电子节气门系统电路图，加速踏板连接线有六根，分别为两个霍尔传感器（G185和G79）信号线，连接至ECU；节气门连接线有六根，分别是节气门控制电动机（G186）和两个节气门位置传感器（G187和G188）信号线，也连接至ECU。在测量节气门位置传感器至ECU的电路时，发现ECU的端子41有松动现象，处理插接器后故障排除。分析：通过该故障启迪我们，碰到故障要先理解故障码含义，同时还要根据系统原理加以分析，然后逐一排除，快速准确找出故障点。,三、相关知识,一、怠速控制的作用视频-4-1怠速控制系统怠速空气调整器包括怠速空气阀(也叫补充空气阀或辅助空气阀)和怠速控制阀。早期的发动机电控系统采用怠速空气阀和怠速调节螺钉控制怠速转速，后来采用怠速控制阀自动调整怠速。怠速空气阀的主要作用是提高冷起动时怠速转速，加快暖机预热过程，增加暖机过程中所需的空气量，也称高怠速控制。当发动机完成暖机后，通过怠速空气阀的空气被自动切断，恢复正常怠速。而怠速调整螺钉只能人为地调节怠速转速，不能根据发动机怠速时负荷的变化而自动调整怠速。在现代发动机集中控制系统中，怠速控制阀不仅可以用高怠速实现发动机起动后的快速暖机过程，而且还能自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。,三、相关知识,二、怠速控制阀的类型怠速控制阀不仅集中了怠速空气阀和怠速调整螺钉控制旁通气道的功能，而且还能在ECU的控制下，根据发动机的实际工况来改变怠速时流入发动机的进气量。怠速空气量的控制类型有旁通空气式和节气门直动式，如图3-1所示。,a节气门直动式,b旁通空气式图3-1怠速空气量的控制类型,三、相关知识,1.旁通空气式怠速控制阀旁通空气式怠速控制阀在怠速时，节气门完全关闭，怠速进气量由怠速控制阀控制的旁通空气道提供。旁通空气式怠速控制阀的类型有:旋转滑阀式怠速控制阀型步进电机型占空比控制电磁阀型,三、相关知识,(1)旋转滑阀式怠速控制阀旋转滑阀依靠不同的转动角度来控制阀孔流通面积，从而控制流入进气总管的空气量。阀与阀轴固定在一体，阀轴可带动阀转动来控制阀孔的面积，使流入进气总管的空气量变化。阀轴上还固定着一个圆柱形磁铁，此磁铁放在一个磁场强度及方向可变的磁场中，磁场强度变化，可使圆柱形磁铁旋转，带动阀旋转。磁场是靠通电的螺线管形成的。线圈W1与线圈W2分别由ECU控制通断，如图3-2所示。当I1=I2时，W1,W2产生的磁场强度相同，作用在永久磁铁上的力相等，使磁铁及阀轴处于平衡状态。当I1增加、I2减小时，阀轴逆时针旋转，反之顺序针旋转。旋转电磁阀两组线圈的通断由一条控制线控制，控制信号为脉冲信号。控制信号的占空比为T1/(T1+T2)，通过控制脉冲信号的占空比，就能达到控制的目的。当占空比为50%时，两者通电时间相同I1=I2，永久磁铁在磁场中处于平衡状态。由于两组线圈的实际控制信号同步，相位相反。在控制中T1+T2为一常数，于是，当控制信号占空比变化时，W1,W2通电时间不等，两者中流过的平均电流也不同，所建立的磁场发生变化，使永久磁铁发生转动，达到新的平衡。,a阀孔的结构区性b磁场的工作原理c控制电路图3-2旋转滑阀式怠速控制阀的结构简图、工作原理及控制电路1-自空气滤清器来空气2-至进气总管空气3-旁通口4-阀5-至P/S高怠速控制空气,三、相关知识,(2)步进电动机型怠速控制阀丰田车系步进电机型怠速控制阀的工作原理如图3-3所示。步进电机主要由转子和定子组成，丝杆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。转子有八对磁极，定子A,B各16个爪极，定子线圈A的两组线圈与定子线圈B的两组线圈反极性，定子共分为32个磁极爪，步进一个爪极转角11.25，步进32步转子转一圈，丰田车系步进电机0-125步。如图3-4所示。当ECU控制使步进电机的线圈按1-2-3-4顺序依次搭铁时，定子磁场顺时针转动，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。如图3-5所示。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0125个步进级。,图3-3步进电机怠速控制阀,三、相关知识,(2)步进电动机型怠速控制阀,图3-4怠速步进电机结构,图3-5怠速步进电机相线控制电路,三、相关知识,(3)电磁阀式怠速控制阀的结构与工作原理电磁阀式怠速控制阀主要由控制阀、阀杆、线圈和弹簧等组成。如图3-6所示。控制阀的开度取决于线圈产生的电磁力大小，线圈脉冲信号的占空比来控制电场强度，与旋转阀型怠速控制阀相同，ECU是通过控制输入线以调节控制阀的开度，控制阀的控制内容包括起动控制、暖机控制、怠速稳定控制、从而实现怠速空气量的控制。怠速预测控制和学习控制。,图3-6电磁阀式怠速控制阀1-弹簧进制2-磁化线圈3-轴4-阀5-壳体6-波纹管7-传感器8-进气总管9-节气门,三、相关知识,2.节气门直动式怠速控制阀(1)节气门直动式怠速控制阀的原理节气门直动式怠速控制阀，是通过节气门体怠速稳定控制器，控制节气门的开启来实现怠速稳定控制的，它没有怠速空气旁通道。怠速稳定控制器由一个直流电机通过齿轮传动，控制节气门开启。桑塔纳时代超人轿车采用的是直动式怠速控制阀，如图3-7所示。发动机怠速时，怠速稳定控制器根据发动机的负荷(进气量)和发动机温度对节气门进行控制。当发动机温度低时，节气门开度大。当发动机温度高时，节气门开度小。当突然放松加速踏板时，节气门由怠速稳定控制器逐渐关闭，直到所需的怠速。在紧急运行状态下，节气门控制部件电源被切断，节气门控制部件内的紧急运行弹簧将节气门定位在预先设定的紧急运行位置，此时驾驶人对节气门调节无效。,图3-7桑塔纳时代超人节气门体的结构1-怠速节气门电位计2-应急弹簧3-怠速电动机4-节气门位置传感器5-怠速触点6-节气门7-节气门控制组件,四、任务实施,一、旁通空气式怠速控制阀的检修1.怠速控制阀的就车检测(1)发动机怠速运转状况检测在冷车状态下起动发动机后，暖机过程开始时，发动机的怠速转速应能达到规定的快怠速转速(通常为1500r/min);在发动机达到正常工作温度后，怠速转速应能恢复正常(通常为750r/min)。如果冷车起动后怠速不能按上述规律变化，则怠速控制系统有故障。发动机达到正常工作温度后，在打开空调开关时，发动机怠速转速应能上升到900r/min左右。若打开空调开关后发动机转速下降，则怠速控制系统有故障。在发动机怠速运转中，若对怠速调节螺钉作微量转动，发动机怠速转速应不会发生变化(转动后应使怠速调节螺钉恢复原来的位置)。若在转动中怠速转速发生变化，说明怠速控制系统不工作。,四、任务实施,一、旁通空气式怠速控制阀的检修1.怠速控制阀的就车检测(2)怠速控制阀的工作状况检查对于脉冲线性电磁阀式怠速控制阀，可在发动机怠速运转中拔下怠速控制阀线束连接器，观察发动机的转速是否有变化。如此时发动机转速有变化，则怠速控制阀工作正常。对于步进电动机式怠速控制阀，可在发动机熄火后的一瞬间倾听怠速控制阀是否有“嗡嗡”的工作声音(此时步进电动机应工作，直到怠速控制阀完全开启，以利发动机再起动)。如怠速控制阀发出“嗡嗡”声，则怠速控制阀良好。为了检查步进电动机式怠速控制阀的工作状况，也可以在发动机起动前拔下怠速控制阀线束连接器，待发动机起动后再插上，观察发动机转速是否有变化。如果此时发动机转速发生变化，则怠速控制阀工作正常;否则，怠速控制阀或控制电路有故障。,四、任务实施,一、旁通空气式怠速控制阀的检修1.怠速控制阀的就车检测(3)ECU控制电压的检测对于脉冲线性电磁阀式怠速控制阀，应拔下怠速控制阀线束连接器，用万用表电压档测量其端子电压。如果在发动机运转过程中，怠速控制阀线束连接器端子有脉冲电压输出，ECU和怠速控制系统线路无故障。若无脉冲电压输出，可打开空调开关后再测试。若仍无脉冲电压输出，则怠速控制系统不工作，应检查ECU与怠速控制阀之间的线路(是否有接触不良或断路故障);如怠速系统的线路无故障，则ECU有故障，应更换ECU。,四、任务实施,一、旁通空气式怠速控制阀的检修2.步进电机型怠速控制阀的检测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。发动发动机后再熄火时，23s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声。拆下控制阀线束连接器，测量B1与Sl和S3,B2与S2和S4间的电阻，应为1030。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，若负极按反方向接通S4-S3-S2-S1端子，则控制阀应向内缩回。,四、任务实施,一、旁通空气式怠速控制阀的检修3.电磁阀式怠速控制阀的检测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。拆下怠速控制阀上的两端子线束插接器，在控制阀侧分别测量两端子之间电阻应为1015。,四、任务实施,二、节气门直动式怠速控制阀的检测大众直动式节气门控制部件位于节气门拉索轮的对面。节气门电位计、怠速开关、节气门定位电位计和紧急弹簧全部安装在节气门控制组件壳体内。桑塔纳时代超人怠速转速由发动机控制电脑预先设置，不可以调整。因此节气门组件不必打开，全部调整由V.A.61552诊断仪基本设定功能来完成。1.怠速故障的原因怠速转速是由发动机控制单元预先设置，不可以调整。怠速不当的原因分析如下:1)怠速过低原因节气门组件与发动机ECU匹配不当。发动机负荷过大。节气门组件故障。2)怠速过高的原因进气系统漏气。节气门组件与发动机ECU匹配不当。节气门组件故障。活性炭罐电磁阀常开。,四、任务实施,二、节气门直动式怠速控制阀的检测2.怠速检测条件冷却液温度大于80。测试时冷却风扇不能转。空调关闭。其他用电设备关闭。节气门拉索调节正常。发动机怠速。,四、任务实施,二、节气门直动式怠速控制阀的检测3.怠速检测连接解码仪进入08功能“读测量数据块”显示组03。屏幕显示：,其中，区域3冷却液温度应大于80，区域1发动机怠速标准值应在(80030)r/min。,四、任务实施,如果怠速不在标准范围内，按C键，输入20，按Q键确认。屏幕显示：,区域3空调A/C开关应关闭，区域4压缩应关闭。如果A/C开关是打开的，而压缩机在工作，应把A/C开关关闭，鼓风机关闭，让压缩机不工作。