项目四汽油发动机怠速控制系统检修

1、一、项目情境引入一、项目情境引入 一辆轿车发动机怠速时，发动机转一辆轿车发动机怠速时，发动机转 H速不稳（发动机转速忽高忽低）该如速不稳（发动机转速忽高忽低）该如 何解决呢？何解决呢？ 如果要想解决电控发动机怠速不稳如果要想解决电控发动机怠速不稳 的故障，应了解发动机电控系统、空气的故障，应了解发动机电控系统、空气 供给系统的结构和原理，怠速控制系统供给系统的结构和原理，怠速控制系统 的组成和功用，燃油供给系统和点火控的组成和功用，燃油供给系统和点火控 制系统的结构和原理，能进行相关传感制系统的结构和原理，能进行相关传感 器、执行器的拆装、检测等专业知识。器、执行器的拆装、检测等专业知识。 本

2、项目重点学习怠速控制系统，只本项目重点学习怠速控制系统，只 有掌握了上述的汽车专业知识，才具备有掌握了上述的汽车专业知识，才具备 解决发动机怠速不稳故障的能力。解决发动机怠速不稳故障的能力。 当发动机怠速运转时，由于空调压当发动机怠速运转时，由于空调压 缩机、动力转向助力泵、发电机等负载缩机、动力转向助力泵、发电机等负载 的变化会引起怠速转速发生波动，怠速的变化会引起怠速转速发生波动，怠速 控制阀（控制阀（ISCV）的功用就是通过调节发）的功用就是通过调节发 动机怠速时的进气量来调节怠速转速，动机怠速时的进气量来调节怠速转速， 保证在负荷发生变化时发动机运转的稳保证在负荷发生变化时发动机运转的

3、稳 定性。定性。 发动机怠速进气量控制系统有两种发动机怠速进气量控制系统有两种 基本类型，即节气门直接控制式和节气基本类型，即节气门直接控制式和节气 门旁通空气道控制式。门旁通空气道控制式。 前者是直接操纵节气门来调节进气前者是直接操纵节气门来调节进气 量，简称节气门直动式；后者是通过控量，简称节气门直动式；后者是通过控 制节气门旁通空气道的开度来调节进气制节气门旁通空气道的开度来调节进气 量，简称旁通空气式，控制原理如图量，简称旁通空气式，控制原理如图4-1 所示。所示。 图图4-1怠速的两种控制方式怠速的两种控制方式 1执行元件执行元件2加速踏板金属丝加速踏板金属丝3节气门操作臂节气门操作

4、臂4节气门节气门 桑塔纳桑塔纳2000GLi、别克世纪型轿车、别克世纪型轿车 和切诺基吉普车采用旁通空气式，桑塔和切诺基吉普车采用旁通空气式，桑塔 纳纳200GSi、3000型、捷达型、捷达AT、GTX型轿型轿 车采用节气门直动式。车采用节气门直动式。 对于节气门直接控制式怠速控制系统应对于节气门直接控制式怠速控制系统应 用的是节气门直动式怠速控制装置，现代轿用的是节气门直动式怠速控制装置，现代轿 车通常采用旁通空气道怠速控制系统，应用车通常采用旁通空气道怠速控制系统，应用 的是步进电机式怠速控制装置、旋转滑阀式的是步进电机式怠速控制装置、旋转滑阀式 怠速控制装置，以及占空比控制电磁阀型怠怠速

5、控制装置，以及占空比控制电磁阀型怠 速控制装置。速控制装置。 下面介绍几种怠速控制装置的结构及工下面介绍几种怠速控制装置的结构及工 作原理。作原理。 节气门直动式怠速控制系统取消了节气门直动式怠速控制系统取消了 旁通空气道，而是通过控制节气门的开旁通空气道，而是通过控制节气门的开 启角度，调节空气通路的截面来控制充启角度，调节空气通路的截面来控制充 气量，实现对怠速的控制。气量，实现对怠速的控制。 节气门直动式怠速控制装置主要由节节气门直动式怠速控制装置主要由节 气门位置传感器气门位置传感器G69、怠速节气门位置传、怠速节气门位置传 感器感器G88、怠速开关、怠速开关F60和执行器（怠速直和执

6、行器（怠速直 流电动机）流电动机）V60，以及一套齿轮驱动机构，以及一套齿轮驱动机构 等组成，图等组成，图4-2（a）（已拆去节气门体上）（已拆去节气门体上 的塑料盖板）所示为节气门直动式怠速控的塑料盖板）所示为节气门直动式怠速控 制装置的结构图，图制装置的结构图，图4-2（b）为其内部线）为其内部线 路图。路图。 节气门位置传感器节气门位置传感器G69和怠速节气和怠速节气 门位置传感器门位置传感器G88均为线性电位器，怠均为线性电位器，怠 速开关为触点开关。速开关为触点开关。 图图4-2 节气门控制组件节气门控制组件J338的结构与电路连接关系的结构与电路连接关系 1怠速开关怠速开关 2整体

7、式怠速调节整体式怠速调节 3节气门位置传感器节气门位置传感器 4怠速直流电动机怠速直流电动机 5应急弹簧应急弹簧 6怠速节气门位置传感器怠速节气门位置传感器 节气门位置传感器节气门位置传感器G69直接连接在直接连接在 节气门轴上，与驾驶员操纵的加速踏板节气门轴上，与驾驶员操纵的加速踏板 联动。联动。 通过安装在节气门轴一端的滑臂在通过安装在节气门轴一端的滑臂在 电位计电阻上滑动，将节气门开度转换电位计电阻上滑动，将节气门开度转换 为电信号输送给电控单元，在发动机工为电信号输送给电控单元，在发动机工 作转速范围内，向电控单元提供当时的作转速范围内，向电控单元提供当时的 节气门位置信号，作为电控单

8、元判断发节气门位置信号，作为电控单元判断发 动机运转工况的依据。动机运转工况的依据。 怠速节气门位置传感器怠速节气门位置传感器G88安装在安装在 节气门体内，与怠速控制电动机连接在节气门体内，与怠速控制电动机连接在 一起，可将节气门的开度、怠速控制电一起，可将节气门的开度、怠速控制电 动机的位置信号输送给电控单元，当怠动机的位置信号输送给电控单元，当怠 速节气门位置传感器到达调节范围极限速节气门位置传感器到达调节范围极限 时，传感器时，传感器G88不再移动，节气门仍可不再移动，节气门仍可 继续开启。继续开启。 怠速开关怠速开关F60与节气门位置传感器与节气门位置传感器G69一一 起安装在节气门

9、轴上，向电控单元提供怠速状起安装在节气门轴上，向电控单元提供怠速状 态信息。态信息。 当节气门关闭时，怠速开关触点闭合，电当节气门关闭时，怠速开关触点闭合，电 控单元判定发动机处于怠速状态，从而按怠速控单元判定发动机处于怠速状态，从而按怠速 工况要求控制喷油量工况要求控制喷油量。 当节气门打开时，怠速开关触点断当节气门打开时，怠速开关触点断 开，电控单元根据这一信号控制从怠速开，电控单元根据这一信号控制从怠速 到小负荷的过渡工况的喷油量。到小负荷的过渡工况的喷油量。 怠速开关信号还可作为电控单元判怠速开关信号还可作为电控单元判 断是否进行怠速自动控制和急减速断油断是否进行怠速自动控制和急减速断

10、油 控制的依据。控制的依据。 怠速控制电动机怠速控制电动机V60在怠速调节范围内，通在怠速调节范围内，通 过齿轮传动机构来操纵节气门，使其开度增大或过齿轮传动机构来操纵节气门，使其开度增大或 减小。减小。 当发动机怠速工作时，怠速节气门当发动机怠速工作时，怠速节气门 位置传感器位置传感器G88将其阻值变化转换为电将其阻值变化转换为电 信号输入电控单元信号输入电控单元J220，电控单元，电控单元J220 接收到该信号后，根据信号电压高低确接收到该信号后，根据信号电压高低确 定节气门的位置，再控制怠速控制电动定节气门的位置，再控制怠速控制电动 机机V60，通过怠速电动机，通过怠速电动机V60微量调

11、节节微量调节节 气门开度来调节发动机的怠速转速。气门开度来调节发动机的怠速转速。 目前，相当一部分汽车都采用步进目前，相当一部分汽车都采用步进 电动机来控制发动机的怠速转速，如奥电动机来控制发动机的怠速转速，如奥 迪迪200、通用、赛欧、奇瑞、切诺基及凌、通用、赛欧、奇瑞、切诺基及凌 志志LS400等。等。 如图如图4-3所示为步进电动机式怠速空所示为步进电动机式怠速空 气控制阀（气控制阀（IACV）的结构图，步进电动）的结构图，步进电动 机式怠速空气控制阀安装在发动机进气机式怠速空气控制阀安装在发动机进气 总管内，发动机总管内，发动机ECU根据各种传感器的根据各种传感器的 信号在怠速空气控制

12、阀接头各端子上加信号在怠速空气控制阀接头各端子上加 电压（端子见图电压（端子见图4-4）。 从而使电动机转子顺转或反转，使从而使电动机转子顺转或反转，使 阀心作轴向移动，改变阀心与阀座之间阀心作轴向移动，改变阀心与阀座之间 的间隙，就可调节流过旁通空气道的空的间隙，就可调节流过旁通空气道的空 气量。气量。 间隙小，进气量少，怠速低；间隙间隙小，进气量少，怠速低；间隙 大，进气量多，怠速高。大，进气量多，怠速高。 图图4-3 步进电动机式怠速空气控制阀的结构步进电动机式怠速空气控制阀的结构 1阀心阀心 2阀座阀座 3阀轴阀轴 4电磁线圈电磁线圈 5轴承轴承6进给丝杠进给丝杠7转子转子8空气空气

13、图图4-4 怠速空气控制阀端子分布图怠速空气控制阀端子分布图 图图4-5 步进电动机式怠速控制系统的组成步进电动机式怠速控制系统的组成 1空气空气2节气门节气门3至汽缸至汽缸4空气流量传感器空气流量传感器 旋转滑阀式怠速控制系统的构造如图旋转滑阀式怠速控制系统的构造如图 4-6所示。所示。 图图4-7所示为广州本田奥德赛的怠速阀所示为广州本田奥德赛的怠速阀 实物图，此外桑塔纳实物图，此外桑塔纳2000、夏利、夏利2000、富、富 康康1.6A以及丰田佳美等轿车都用这种怠速以及丰田佳美等轿车都用这种怠速 控制阀。控制阀。 图图4-6 旁通空气式怠速控制阀结构图旁通空气式怠速控制阀结构图 1电枢电

14、枢 2永久磁铁永久磁铁 3外壳外壳 4电接头电接头 5、6空气空气7旋转滑阀旋转滑阀8空气旁通道空气旁通道 图图4-7 广州本田奥德赛的旋转滑阀式怠速阀广州本田奥德赛的旋转滑阀式怠速阀 1空气进口空气进口2空气出口空气出口3密封圈密封圈4冷却液管冷却液管 旋转滑阀式怠速控制装置主要由永久磁铁、旋转滑阀式怠速控制装置主要由永久磁铁、 旁通空气道、旋转滑阀和复位弹簧等组成。旁通空气道、旋转滑阀和复位弹簧等组成。 其中旋转滑阀固装在电枢轴上，与电枢轴一其中旋转滑阀固装在电枢轴上，与电枢轴一 起转动，用以控制通过旁通空气道的空气量；永起转动，用以控制通过旁通空气道的空气量；永 久磁铁固装在外壳上，形成

15、永磁磁场；复位弹簧久磁铁固装在外壳上，形成永磁磁场；复位弹簧 的作用是在发动机熄火后使怠速阀旁通空气道完的作用是在发动机熄火后使怠速阀旁通空气道完 全打开；电枢铁心上绕有两组绕向相反的电磁线全打开；电枢铁心上绕有两组绕向相反的电磁线 圈圈L1和和L2（见图（见图4-8）。 当给线圈通电时，就会产生磁场从当给线圈通电时，就会产生磁场从 而使电枢轴带动旋转滑阀转动，控制通而使电枢轴带动旋转滑阀转动，控制通 过旁通空气道的空气量。过旁通空气道的空气量。 电磁线圈电磁线圈L1和和L2由发动机由发动机ECU通过通过 晶体管晶体管V1和和V2控制，控制，V1和和V2由同一信号由同一信号 进行反向控制，即进

16、行反向控制，即V2导通时，导通时，V1截止；截止； V2截止时，截止时，V1导通。导通。 图图4-8 旋转滑阀式怠速空气控制阀的电路连接图旋转滑阀式怠速空气控制阀的电路连接图 1电刷电刷2滑片滑片 由这两组线圈的导通时间的比例关由这两组线圈的导通时间的比例关 系来决定电枢所受的转矩和偏转角度。系来决定电枢所受的转矩和偏转角度。 电枢受到的转矩有如下电枢受到的转矩有如下3个。个。 T1线圈线圈L1产生的转矩，逆时针产生的转矩，逆时针 方向，大小与电流有关。方向，大小与电流有关。 T2线圈线圈L2产生的转矩，顺时针产生的转矩，顺时针 方向，大小与电流有关。方向，大小与电流有关。 T3复位弹簧产生的

17、转矩，逆时复位弹簧产生的转矩，逆时 针方向，大小与转角有关。针方向，大小与转角有关。 工作时，发动机控制模块根据发动工作时，发动机控制模块根据发动 机冷却液温度传感器（机冷却液温度传感器（ECT）和节气门）和节气门 位置传感器（位置传感器（TPS）等输入的信号，确）等输入的信号，确 定发动机所处怠速工况的混合气浓度，定发动机所处怠速工况的混合气浓度， 并输出占空比信号控制并输出占空比信号控制L1或或L2的通电时的通电时 间。间。 占空比是指发动机控制模块控制信占空比是指发动机控制模块控制信 号在一个周期内的通电时间与通电周期号在一个周期内的通电时间与通电周期 之比，如图之比，如图4-9所示。若

18、不计复位弹簧的所示。若不计复位弹簧的 扭矩，则：扭矩，则： 图图4-9 信号的占空比信号的占空比 当占空比为当占空比为50%时，时，L1和和L2平均通电时平均通电时 间相等，间相等，T1=T2，电枢停止转动。，电枢停止转动。 当占空比大于当占空比大于50%时，线圈时，线圈L2的平均的平均 通电时间长，通电时间长，T2T1，电枢带动旋转滑阀，电枢带动旋转滑阀 顺时针偏转，旁通空气道截面减小，怠速顺时针偏转，旁通空气道截面减小，怠速 降低。降低。 当占空比小于当占空比小于50%时，线圈时，线圈L1的平均的平均 通电时间长，通电时间长，T1T2，电枢带动旋转滑阀，电枢带动旋转滑阀 逆时针偏转，旁通空

19、气道截面减小，怠速逆时针偏转，旁通空气道截面减小，怠速 降低。降低。 旋转滑阀根据控制脉冲信号的占空旋转滑阀根据控制脉冲信号的占空 比偏转，占空比的范围约为比偏转，占空比的范围约为18%（旋转（旋转 滑阀关闭）滑阀关闭）82%（旋转滑阀打开）之（旋转滑阀打开）之 间。滑阀的偏转角度限定在间。滑阀的偏转角度限定在90内。内。 占空比控制电磁阀型怠速控制装置的结构如占空比控制电磁阀型怠速控制装置的结构如 图图4-10所示，主要由控制阀、阀杆、线圈和弹簧所示，主要由控制阀、阀杆、线圈和弹簧 等组成。等组成。 控制阀与阀杆制成一体，当线圈通电时，线控制阀与阀杆制成一体，当线圈通电时，线 圈产生的电磁力

20、将阀杆吸起，使控制阀打开。圈产生的电磁力将阀杆吸起，使控制阀打开。 图图4-10 占空比控制电磁阀型怠速控制装置的结构占空比控制电磁阀型怠速控制装置的结构 1控制阀控制阀2阀杆阀杆3线圈线圈4、5弹簧弹簧 图图4-11所示为占空比控制电磁阀型所示为占空比控制电磁阀型 怠速控制装置的电路图。怠速控制装置的电路图。 怠速控制装置的开度取决于线圈产怠速控制装置的开度取决于线圈产 生电磁力的大小，与旋转滑阀式怠速控生电磁力的大小，与旋转滑阀式怠速控 制装置相同，制装置相同，ECU通过控制输入线圈脉通过控制输入线圈脉 冲信号的占空比来控制磁场强度，以调冲信号的占空比来控制磁场强度，以调 节控制装置的开度

21、，从而实现怠速空气节控制装置的开度，从而实现怠速空气 量的控制，这种怠速控制装置在日产车量的控制，这种怠速控制装置在日产车 和福特车上都被应用。和福特车上都被应用。 怠速控制就是怠速转速的控制。怠速控制就是怠速转速的控制。 配置怠速控制系统后，发动机的怠配置怠速控制系统后，发动机的怠 速转速在汽车使用期内，不会因发动机速转速在汽车使用期内，不会因发动机 老化、汽缸积碳、火花塞间隙和温度等老化、汽缸积碳、火花塞间隙和温度等 变化而发生变化。变化而发生变化。 设有旁通空气道的怠速控制系统的组设有旁通空气道的怠速控制系统的组 成如图成如图4-12所示，由各种传感器、信号控所示，由各种传感器、信号控

22、制开关、电子控制单元制开关、电子控制单元ECU、怠速控制阀、怠速控制阀 和节气门旁通空气道等组成。和节气门旁通空气道等组成。 桑塔纳桑塔纳2000GSi、3000型、捷达型、捷达AT、 GXT和红旗和红旗CA7220E型轿车采用节气门直型轿车采用节气门直 接控制方式，无须设置旁通空气道。接控制方式，无须设置旁通空气道。 图图4-11 占空比控制电磁阀型怠速控制装置电路图占空比控制电磁阀型怠速控制装置电路图 图图4-12 旁通空气式怠速控制系统组成旁通空气式怠速控制系统组成 车速传感器提供车速信号，节气门位车速传感器提供车速信号，节气门位 置传感器提供怠速触点开闭信号，这两置传感器提供怠速触点开

23、闭信号，这两 个信号用来判定发动机是否处于怠速状个信号用来判定发动机是否处于怠速状 态。发动机怠速时，节气门关闭，节气态。发动机怠速时，节气门关闭，节气 门位置传感器的怠速触点门位置传感器的怠速触点IDL闭合，传闭合，传 感器输出端子感器输出端子IDL输出低电平信号。输出低电平信号。 因此，当因此，当IDL端子输出低电平信号端子输出低电平信号 时，如果车速为零，就说明发动机处于时，如果车速为零，就说明发动机处于 怠速状态；如果车速不为零，则说明发怠速状态；如果车速不为零，则说明发 动机处于减速状态。动机处于减速状态。 冷却液温度传感器用于修正怠速转速。在冷却液温度传感器用于修正怠速转速。在 E

24、CU内部，存储有不同水温对应的最佳怠速转内部，存储有不同水温对应的最佳怠速转 速，如图速，如图4-13所示。在冷车启动后的暖机过程所示。在冷车启动后的暖机过程 中，中，ECU根据发动机温度信号，通过控制怠速根据发动机温度信号，通过控制怠速 控制阀的开度来控制相应的快怠速转速，并随控制阀的开度来控制相应的快怠速转速，并随 发动机温度升高逐渐降低怠速转速。当冷却液发动机温度升高逐渐降低怠速转速。当冷却液 温度达到正常工作温度时，怠速转速恢复正常温度达到正常工作温度时，怠速转速恢复正常 怠速转速。怠速转速。 图图4-13 不同温度下的怠速转速不同温度下的怠速转速 空调开关信号、动力转向开关信号、空调

25、开关信号、动力转向开关信号、 空挡启动开关信号和电源系统电压信号空挡启动开关信号和电源系统电压信号 等向等向ECU提供发动机负荷变化的状态信提供发动机负荷变化的状态信 息。在息。在ECU内部，存储有不同负荷状况内部，存储有不同负荷状况 下对应的最佳怠速转速。下对应的最佳怠速转速。 怠速控制的实质是控制发动机怠速怠速控制的实质是控制发动机怠速 时的进气量。时的进气量。 怠速时的喷油量则由怠速时的喷油量则由ECU根据预先根据预先 试验设定的怠速空燃比和实际进气量计试验设定的怠速空燃比和实际进气量计 算确定。算确定。 怠速控制内容主要是发动机负荷变怠速控制内容主要是发动机负荷变 化控制和电器负荷变化

26、控制。化控制和电器负荷变化控制。 怠速控制系统控制怠速转速的方法怠速控制系统控制怠速转速的方法 如下。如下。 当发动机怠速负荷增大时，当发动机怠速负荷增大时，ECU控控 制怠速控制阀使进气量增大，从而使怠制怠速控制阀使进气量增大，从而使怠 速转速提高，防止发动机运转不稳或熄速转速提高，防止发动机运转不稳或熄 火；当发动机怠速负荷减小时，火；当发动机怠速负荷减小时，ECU控控 制怠速控制阀使进气量减少，从而使怠制怠速控制阀使进气量减少，从而使怠 速转速降低，以免怠速转速过高。速转速降低，以免怠速转速过高。 在发动机怠速状态下，当空调开关、在发动机怠速状态下，当空调开关、 动力转向开关等接通或空挡

27、启动开关断开动力转向开关等接通或空挡启动开关断开 时，发动机负荷增大，转速降低。时，发动机负荷增大，转速降低。 如果转速降低过多，发动机就可能熄如果转速降低过多，发动机就可能熄 火，会给车辆使用带来不便。火，会给车辆使用带来不便。 因此，在接通空调开关或动力转向开因此，在接通空调开关或动力转向开 关之前，需要先将怠速转速提高，防止发关之前，需要先将怠速转速提高，防止发 动机熄火。动机熄火。 图图4-14 怠速转速控制过程怠速转速控制过程 车车型型发动机型号发动机型号怠速转速（怠速转速（r/min）备备注注 桑塔纳桑塔纳2000GSiAFE80050出厂标准出厂标准 桑塔纳桑塔纳2000GSi

28、桑塔纳桑塔纳3000 AJR80030出厂标准出厂标准 捷达捷达AT、GTXAHP84040出厂标准出厂标准 红旗红旗CA7220ECA488-385030出厂标准出厂标准 奥迪奥迪200V6型型2.6L75070出厂标准出厂标准 表表4-1各型汽车燃油喷射式发动机的怠速转速各型汽车燃油喷射式发动机的怠速转速 采用步进电机式怠速控制阀的怠速控采用步进电机式怠速控制阀的怠速控 制电路如图制电路如图4-15所示。所示。 当发动机怠速负荷变化时，在怠速转当发动机怠速负荷变化时，在怠速转 速变化之前，速变化之前，ECU将按照一定顺序，控制将按照一定顺序，控制 驱动电路中的三极管驱动电路中的三极管VT1

29、、VT2、VT3、VT4 适时导通，分别接通步进电动机定子绕组适时导通，分别接通步进电动机定子绕组 电流，使电动机转子旋转，带动控制阀的电流，使电动机转子旋转，带动控制阀的 阀心移动，从而调节进气量，使发动机怠阀心移动，从而调节进气量，使发动机怠 速转速达到目标转速。速转速达到目标转速。 图图4-15 步进电动机式怠速控制阀控制电路步进电动机式怠速控制阀控制电路 为了改善发动机的再次启动性能，为了改善发动机的再次启动性能， 在点火开关断开时，在点火开关断开时，ECU将控制怠速控将控制怠速控 制阀处于全开状态，为再次启动做好准制阀处于全开状态，为再次启动做好准 备。备。 启动发动机时，由于怠速控

30、制阀预启动发动机时，由于怠速控制阀预 先设定在全开位置，因此进气量较大，先设定在全开位置，因此进气量较大， 发动机容易启动。发动机容易启动。 一旦发动机被启动，如果阀门保持一旦发动机被启动，如果阀门保持 在全开位置，怠速转速就会升得过高。在全开位置，怠速转速就会升得过高。 所以在启动时或启动后，当发动机所以在启动时或启动后，当发动机 转速达到规定值（该值由冷却液温度信转速达到规定值（该值由冷却液温度信 号确定）时，号确定）时，ECU就会控制步进电动机就会控制步进电动机 步进的步数，使控制阀阀门关小到由冷步进的步数，使控制阀阀门关小到由冷 却液温度信号确定的阀心位置，使怠速却液温度信号确定的阀心

31、位置，使怠速 转速稳定。转速稳定。 如发动机冷却液温度在启动时为如发动机冷却液温度在启动时为 20，当发动机转速达到，当发动机转速达到500r/min时，时， ECU将控制步进电动机从全开位置将控制步进电动机从全开位置A点点 （125步）步进到达步）步进到达B点（点（70步）位置，步）位置， 使阀门关小，防止转速过高，如图使阀门关小，防止转速过高，如图4-16 所示。所示。 图图4-16 步进电动机式怠速控制阀的启动与暖机控制特性步进电动机式怠速控制阀的启动与暖机控制特性 在发动机启动后的暖机过程中，在发动机启动后的暖机过程中，ECU将将 根据冷却液温度传感器信号确定步进电动机根据冷却液温度传

32、感器信号确定步进电动机 步进的位置。步进的位置。 随着转速和发动机温度的升高，控制阀随着转速和发动机温度的升高，控制阀 阀门将逐渐关小，步进电动机步进的步数逐阀门将逐渐关小，步进电动机步进的步数逐 渐减少，如图渐减少，如图4-16（b）所示。）所示。 当冷却液温度达到当冷却液温度达到70时，暖机控制结时，暖机控制结 束，步进电动机及其阀心位置保持不变。束，步进电动机及其阀心位置保持不变。 （一）实施要求（一）实施要求 丰田丰田5A、AJR发动机台架；汽车发动机台架；汽车 （二）实施步骤（二）实施步骤 1怠速控制系统的就车检测怠速控制系统的就车检测 怠速控制系统的就车检测方法有怠速控制系统的就车

33、检测方法有3种，种， 可酌情选用。可酌情选用。 在冷车状态下启动发动机后，暖机过在冷车状态下启动发动机后，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（通常为定的快怠速转速（通常为1500r/min）；在）；在 发动机达到正常工作温度后，怠速转速应发动机达到正常工作温度后，怠速转速应 能恢复正常（通常为能恢复正常（通常为750r/min）。）。 如果冷车启动后怠速不能按上述规律如果冷车启动后怠速不能按上述规律 变化，则怠速控制系统有故障。变化，则怠速控制系统有故障。 发动机达到正常工作温度后，在打开发动机达到正常工作温度后，在打开 空调开关时

34、，发动机怠速转速应能上升到空调开关时，发动机怠速转速应能上升到 900r/min左右。左右。 若打开空调开关后发动机转速下降，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。则怠速控制系统有故障。 对于旋转电磁阀式怠速控制装置，对于旋转电磁阀式怠速控制装置， 可在发动机怠速运转中拔下怠速控制阀可在发动机怠速运转中拔下怠速控制阀 线束插接器，观察发动机的转速是否有线束插接器，观察发动机的转速是否有 变化。变化。 如此时发动机转速有变化，则怠速如此时发动机转速有变化，则怠速 控制阀工作正常。控制阀工作正常。 对于步进电动机式怠速控制阀，可对于步进电动机式怠速控制阀，可 在发动机熄火后的一瞬

35、间倾听怠速控制在发动机熄火后的一瞬间倾听怠速控制 阀是否有阀是否有“嗡嗡嗡嗡”的工作声音（此时步的工作声音（此时步 进电动机应工作，直到怠速控制阀完全进电动机应工作，直到怠速控制阀完全 开启，以利于发动机再启动）。开启，以利于发动机再启动）。 如怠速控制阀发出如怠速控制阀发出“嗡嗡嗡嗡”声，则怠速声，则怠速 控制阀良好。控制阀良好。 为了检查步进电动机式怠速控制阀的工为了检查步进电动机式怠速控制阀的工 作状况，也可以在发动机启动前拔下怠速控作状况，也可以在发动机启动前拔下怠速控 制阀线束插接器，待发动机启动后再插上，制阀线束插接器，待发动机启动后再插上， 观察发动机转速是否有变化。观察发动机转

36、速是否有变化。 如果此时发动机转速发生变化，则怠速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，怠速控制阀或控制控制阀工作正常；否则，怠速控制阀或控制 电路有故障。电路有故障。 对于旋转电磁阀式怠速控制装置，应拔对于旋转电磁阀式怠速控制装置，应拔 下怠速控制阀线束插接器，用万用表电压挡下怠速控制阀线束插接器，用万用表电压挡 测量其端子电压。测量其端子电压。 如果在发动机运转过程中，怠速控制阀如果在发动机运转过程中，怠速控制阀 线束插接器端子有脉冲电压输出，则线束插接器端子有脉冲电压输出，则ECU和和 怠速控制系统线路无故障。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

37、若无脉冲电压输出，可打开空调开关 后再测试。后再测试。 若仍无脉冲电压输出，则怠速控制系若仍无脉冲电压输出，则怠速控制系 统不工作，应检查统不工作，应检查ECU与怠速控制阀之间与怠速控制阀之间 的线路（是否有接触不良或断路故障）；的线路（是否有接触不良或断路故障）； 如怠速控制系统的线路无故障，则如怠速控制系统的线路无故障，则ECU有有 故障，应更换故障，应更换ECU。 对于步进电动机式怠速控制阀，将点火对于步进电动机式怠速控制阀，将点火 开关置于开关置于“ON”位置，然后测量位置，然后测量ECU的端子的端子 ICS1、ICS2、ICS3、ICS4与端子与端子E1间的电压间的电压 值（应为值（

38、应为914V），如无电压，则），如无电压，则ECU有故有故 障。障。 拆下怠速控制阀，用万用表电阻挡拆下怠速控制阀，用万用表电阻挡 测量怠速控制阀线圈的电阻值。测量怠速控制阀线圈的电阻值。 旋转电磁阀式怠速控制装置只有一旋转电磁阀式怠速控制装置只有一 组线圈，其电阻值为组线圈，其电阻值为1015；步进电；步进电 动机式怠速控制阀通常有动机式怠速控制阀通常有24组线圈，组线圈， 各组线圈的电阻值为各组线圈的电阻值为1030。 如线圈电阻值不在上述范围内，应如线圈电阻值不在上述范围内，应 更换怠速控制阀。更换怠速控制阀。 将蓄电池电源以一定顺序输送给步将蓄电池电源以一定顺序输送给步 进电动机各线圈

39、，就可使步进电动机转进电动机各线圈，就可使步进电动机转 动。动。 各种步进电动机的线圈形式和接线各种步进电动机的线圈形式和接线 端的布置形式都不同。端的布置形式都不同。 这里以皇冠这里以皇冠3.0轿车轿车2JZ-GE发动机发动机 怠速控制阀步进电动机为例说明其检查怠速控制阀步进电动机为例说明其检查 方法，如图方法，如图4-17所示。所示。 图图4-17 步进电动机的动作检查接线图步进电动机的动作检查接线图 首先，将步进电动机插接器端子首先，将步进电动机插接器端子B1和和B2与与 蓄电池正极相连，然后将端子蓄电池正极相连，然后将端子S1、S2、S3、S4 依次（依次（S1-S2-S3-S4）与蓄

40、电池负极相接，此时）与蓄电池负极相接，此时 步进电动机应转动，阀心向外伸出；若将端子步进电动机应转动，阀心向外伸出；若将端子 S1、S2、S3、S4按相反的顺序（按相反的顺序（S4-S3-S2-S1） 与蓄电池负极相接，步进电动机应朝相反方向与蓄电池负极相接，步进电动机应朝相反方向 转动，阀心向内缩入。转动，阀心向内缩入。 （1）启动发动机，当发动机达到正常工作温）启动发动机，当发动机达到正常工作温 度、变速器处于空挡位置时，使发动机维持度、变速器处于空挡位置时，使发动机维持 怠速运转，打开空调，观察发动机转速表，怠速运转，打开空调，观察发动机转速表， 发动机转速应升高至发动机转速应升高至10

41、001200r/min。若。若 不符合上述要求，应进一步检查怠速执行机不符合上述要求，应进一步检查怠速执行机 构、控制线路和构、控制线路和ECU。 （2）拆下怠速控制装置的线束插头，将点）拆下怠速控制装置的线束插头，将点 火开关置火开关置“ON”位置，不启动发动机，位置，不启动发动机， 分别检测电源端子与搭铁之间的电压，应分别检测电源端子与搭铁之间的电压，应 为蓄电池电压，否则说明怠速控制执行机为蓄电池电压，否则说明怠速控制执行机 构电源线路存在故障。构电源线路存在故障。 （3）拆开怠速控制装置的线束插接器，）拆开怠速控制装置的线束插接器， 在控制装置侧分别测量中间端子（在控制装置侧分别测量中

42、间端子（+B） 与两侧端子（与两侧端子（ISC1和和ISC2）的电阻，应）的电阻，应 为为18.822.8 ，否则应更换怠速控制装，否则应更换怠速控制装 置。置。 （4）怠速控制装置工作情况检查。拆下怠速）怠速控制装置工作情况检查。拆下怠速 控制装置，按图控制装置，按图4-18所示方法对其进行工作所示方法对其进行工作 情况检查。当将端子情况检查。当将端子B+、ISCC分别与蓄电分别与蓄电 池的正极、负极相连时，控制装置应旋转至池的正极、负极相连时，控制装置应旋转至 全开位置；当将端子全开位置；当将端子B+、ISCO分别与蓄电分别与蓄电 池的正极、负极相连时，控制装置应旋转至池的正极、负极相连时

43、，控制装置应旋转至 全关位置。如果控制装置不能正常开启和关全关位置。如果控制装置不能正常开启和关 闭，则更换怠速控制装置。闭，则更换怠速控制装置。 图图4-18 旋转滑阀式怠速控制装置工作情况检查旋转滑阀式怠速控制装置工作情况检查 占空比控制电磁阀型怠速控制装置占空比控制电磁阀型怠速控制装置 可按下述方法和步骤对其进行检修。可按下述方法和步骤对其进行检修。 （1）启动发动机，使发动机怠速运转，）启动发动机，使发动机怠速运转， 按下怠速控制装置的线束插接器，观察按下怠速控制装置的线束插接器，观察 发动机转速是否发生变化。若发动机转发动机转速是否发生变化。若发动机转 速发生变化，则说明怠速控制装置

44、工作速发生变化，则说明怠速控制装置工作 性能良好，否则检查怠速控制装置、控性能良好，否则检查怠速控制装置、控 制线路和制线路和ECU。 （2）拆下怠速控制装置的线束插接器，将点）拆下怠速控制装置的线束插接器，将点 火开关置于火开关置于“ON”位置，不启动发动机，位置，不启动发动机， 分别检测电源端子与搭铁间的电压，应为蓄分别检测电源端子与搭铁间的电压，应为蓄 电池电压，否则说明怠速控制装置电源电路电池电压，否则说明怠速控制装置电源电路 有故障。有故障。 （3）拆下怠速控制装置上的两端子线束插）拆下怠速控制装置上的两端子线束插 接器，在怠速控制装置侧测量两端子之间接器，在怠速控制装置侧测量两端子

45、之间 的电阻，正常应为的电阻，正常应为1015 ，否则应更换，否则应更换 怠速控制装置。怠速控制装置。 （4）拆下怠速控制装置，用导线将怠速拆下怠速控制装置，用导线将怠速 控制装置的两个端子分别与蓄电池的正控制装置的两个端子分别与蓄电池的正 极和负极相连时，应能听到电磁阀工作极和负极相连时，应能听到电磁阀工作 的的“咔嗒咔嗒”声，否则，更换怠速控制装声，否则，更换怠速控制装 置。置。 （1）外观检查）外观检查 节气门体在长时间使用后，在进气节气门体在长时间使用后，在进气 通道和节气门之间有可能形成积炭，而通道和节气门之间有可能形成积炭，而 造成节气门卡滞、怠速不稳等现象。造成节气门卡滞、怠速不

46、稳等现象。 此外，节气门体在经受长期剧烈的此外，节气门体在经受长期剧烈的 振动后，有可能出现如怠速直流电动机振动后，有可能出现如怠速直流电动机 轴承磨损、塑料齿轮断齿、阀门驱动机轴承磨损、塑料齿轮断齿、阀门驱动机 构卡滞、驱动机构盖板破裂等故障，出构卡滞、驱动机构盖板破裂等故障，出 现这类故障时都无法修复，只能更换新现这类故障时都无法修复，只能更换新 的节气门体总成。的节气门体总成。 在对节气门体检查时，可先目测有在对节气门体检查时，可先目测有 无以上故障发生。无以上故障发生。 1）怠速开关的检修）怠速开关的检修 怠速开关的检测项目、检测方法和怠速开关的检测项目、检测方法和 检修标准见表检修标

47、准见表4-2。 如果检测结果不符合检修标准，则如果检测结果不符合检修标准，则 应更换节气门控制组件。应更换节气门控制组件。 检检测测项项目目检检测测条条件件检检测测部部位位标标准准值值 电源电压电源电压 拔下节气门控制组件拔下节气门控制组件8 端子插头，接通点火开端子插头，接通点火开 关关 节气门控制组件插头节气门控制组件插头3端子与端子与7端子端子9.0V 怠速触点电阻怠速触点电阻 断开点火开关，节气断开点火开关，节气 门关闭门关闭 电控单元电控单元ECU插头插头67与与69号插孔号插孔1.5 怠速触点电阻怠速触点电阻 断开点火开关，节气断开点火开关，节气 门开启门开启 电控单元电控单元EC

48、U插头插头67与与69号插孔号插孔 导线有无断路导线有无断路 断开点火开关，拔下断开点火开关，拔下 节气门控制组件插接器节气门控制组件插接器 插头和电控单元插接器插头和电控单元插接器 插头插头 控制组件插头控制组件插头3端子、端子、ECU插头插头69号插孔号插孔1.5 控制组件插头控制组件插头7端子、端子、ECU插头插头67号插孔号插孔1.5 导线有无短路导线有无短路 断开点火开关，拔下断开点火开关，拔下 节气门控制组件插接器节气门控制组件插接器 插头和电控单元插接器插头和电控单元插接器 插头插头 控制组件插头控制组件插头3端子、端子、ECU插头插头67号插孔号插孔1M 控制组件插头控制组件插

49、头7端子、端子、ECU插头插头69号插孔号插孔1M 表表4-2桑塔纳桑塔纳2000Gsi型轿车怠速开关检修标准型轿车怠速开关检修标准 电源电压检测。拔下节气门控制组件电源电压检测。拔下节气门控制组件 8端子插头，用万用表检测端子插头，用万用表检测3端子与端子与7端子端子 之间怠速开关的电源电压，接通点火开之间怠速开关的电源电压，接通点火开 关时，电源电压至少应为关时，电源电压至少应为9.0V。 怠速触点电阻检测。将数字式万用表的怠速触点电阻检测。将数字式万用表的 两只表笔用导线连接到电控单元的两只表笔用导线连接到电控单元的67与与69 号插孔上，检查怠速开关的电阻值。当节号插孔上，检查怠速开关

50、的电阻值。当节 气门关闭时，怠速触点的接触电阻应当小气门关闭时，怠速触点的接触电阻应当小 于于1.5 。然后慢慢打开节气门，电阻值应。然后慢慢打开节气门，电阻值应 为无穷大。为无穷大。 如电阻值不符合上述规定，拔下节气如电阻值不符合上述规定，拔下节气 门控制组件上的门控制组件上的8端子插头，检测各导线有端子插头，检测各导线有 无短路或断路故障。无短路或断路故障。 导线有无断路检测。用万用表电阻挡检测导导线有无断路检测。用万用表电阻挡检测导 线有无断路故障时，两只表笔分别连接控制组件线有无断路故障时，两只表笔分别连接控制组件 插头上的插头上的3端子与电控单元插接器插孔端子与电控单元插接器插孔69

51、、控制、控制 组件插头上的组件插头上的7端子与电控单元插接器插孔端子与电控单元插接器插孔67， 导线电阻应当小于导线电阻应当小于1.5 。如果电阻值为无穷大，。如果电阻值为无穷大， 说明该导线断路，应予检修。说明该导线断路，应予检修。 导线有无短路检测。检测导线有无短路导线有无短路检测。检测导线有无短路 故障时，两只表笔分别连接控制组件插头上故障时，两只表笔分别连接控制组件插头上 的的3端子与电控单元插接器插孔端子与电控单元插接器插孔67或控制组或控制组 件插头上端子件插头上端子7与电控单元插接器插孔与电控单元插接器插孔69， 电阻值应为无穷大。如阻值为零，说明导线电阻值应为无穷大。如阻值为零

52、，说明导线 断路，应予检修。断路，应予检修。 在上述检测中，如怠速触点接触电在上述检测中，如怠速触点接触电 阻不正常而导线良好，说明怠速触点接阻不正常而导线良好，说明怠速触点接 触不良，应予更换节气门控制组件。触不良，应予更换节气门控制组件。 2）怠速节气门位置传感器和节气门位置）怠速节气门位置传感器和节气门位置 传感器的检修传感器的检修 怠速节气门位置传感器和节气门位怠速节气门位置传感器和节气门位 置传感器的检测项目、检测方法和检修置传感器的检测项目、检测方法和检修 标准见表标准见表4-3。 如检测结果不符合检修标准，则应如检测结果不符合检修标准，则应 更换节气门控制组件。更换节气门控制组件

53、。 检检测测项项目目检检测测条条件件检检测测部部位位标标准准值值 G88与与G69电源电压电源电压 拔下节气门控制组件拔下节气门控制组件8端子插头，端子插头， 接通点火开关接通点火开关 节气门控制组件插头节气门控制组件插头4端子与端子与7 端子端子 4.5V F60电源电压电源电压 拔下节气门控制组件拔下节气门控制组件8端子插头，端子插头， 接通点火开关接通点火开关 节气门控制组件插头节气门控制组件插头3端子与端子与7 端子端子 9.0V 导线有无断路导线有无断路 断开点火开关，拔下节气门控制断开点火开关，拔下节气门控制 组件组件J338插接器插头和电控单元插接器插头和电控单元 J220插接器

54、插头插接器插头 控制组件插头控制组件插头1端子、端子、ECU插插 头头66号插孔号插孔 1.5 控制组件插头控制组件插头2端子、端子、ECU插插 头头59号插孔号插孔 1.5 控制组件插头控制组件插头3端子、端子、ECU插插 头头69号插孔号插孔 1.5 控制组件插头控制组件插头4端子、端子、ECU插插 头头62号插孔号插孔 1.5 控制组件插头控制组件插头5端子、端子、ECU插插 头头75号插孔号插孔 1.5 控制组件插头控制组件插头7端子、端子、ECU插插 头头67号插孔号插孔 1.5 控制组件插头控制组件插头8端子、端子、ECU插插 头头74号插孔号插孔 1.5 导线有无短路导线有无短路 断开点火开关，拔下节气门控制断开点火开关，拔下节气门控制 组件。组件。J338插接器插头和电控单元插接器插头和电控单元 J220插接器插头插接器插头 检测控制组件插头上各端子之检测控制组件插头上各端子之 间的电阻值间的电阻值 1M 检测检测ECU插头上各个插孔之间插头上各个插孔之间 的阻值的阻值 1M 表表4-3桑塔纳桑塔纳2000GSi型轿车节气门控制组件检修标准型轿车节气门控制组件检修标准