任务5 发动机怠速控制系统的检修课件

1、 2013全国汽车类情境体验拓展互动“1+1”理实一体化规划教材发动机怠速控制系统的检修任务目标任务描述1.了解：发动机怠速控制系统类型。2.熟悉：脉冲电磁式怠速控制阀、真空阀式怠速控制工作原理。3.掌握：步进电机式和节气门直动式发动机怠速控制原理与检修。4.学会：发动机怠速控制系统的检测方法。 怠速控制(ISC)系统是发动机辅助控制系统之一，其功能是在发动机怠速工况下，ECU根据相关传感器信号通过怠速控制执行器对发动机进气量进行控制，使发动机以最佳怠速稳定运转。怠速是指油门踏板完全松开，节气门处于关闭状态，且发动机对外无功率输出并保持最低转速稳定运转时的工况。本项目主要研究发动机怠速的控制原

2、理以及解决其故障检测问题。学习任务5学习任务2 汽车发动机基本知识2学习任务2 汽车发动机基本知识3Syllabus Do one thing at a time, and do it well本章内容合作交流创新项目5 发动机怠速控制系统的原理与检修项目5 汽车发动机的分类及工作原理58%学习任务2 汽车发动机基本知识4【情境导入】 一辆捷达王（GTX）轿车发动机怠速不稳，怠速转速在8001400 r/min之间变化不定，有时怠速或空挡滑行时熄火。根据经验，首先对该车进行了检查，当检查到进气系统时，发现怠速节流阀体（图5.1所示）里边油污很多，疑为污垢导致该故障出现。拆下节流阀体并清洗干净后

3、，按规定装车发现故障依旧，问题到底出现在哪里？图5.1所示大众半电子节气门节流阀体J338学习任务2 汽车发动机基本知识51功用：通过调节发动机怠速时的进气量来调整发动机怠速转速。 2组成：怠速控制系统主要由传感器、ECU和执行元件组成。3分类：燃油喷射系统采用的怠速控制分为控制节气门旁的旁通空气道的空气流量和直接控制节气门位置方式两种。5.1发动机怠速控制系统功用、组成与分类【理论引导】图 怠速控制系统的组成学习任务2 汽车发动机基本知识7步进电机型怠速控制阀 步进电机型怠速控制阀的结构如图所示。它主要由转子和定子构成，丝杠机构将步进电机的旋转运动转变为阀杆的直线运动，控制阀与阀杆制成一体。

4、控制阀安装在节气门体上，连接到设在怠速空气道内的阀座处。发动机怠速运转时，ECU根据各传感器的信号，控制步进电机的正反转向和转动角度，使控制阀升起或下降，用以改变怠速空气道的流通截面，从而控制发动机怠速工况下空气供给量。5.3控制原理【理论引导】 图 步进电机型怠速控制阀1-控制阀；2-转子；3-线束连接器；4-后轴承；5-定子线圈1；6-定子线圈2；7-丝杠机构 7学习任务2 汽车发动机基本知识8步进电机型怠速控制阀 步进电机的结构主要由用永磁铁制成有16个磁极的转子和两个定子铁芯组成。16个磁极分为8对磁极沿圆周均匀分布，两个定子都由两个带16个爪极的铁芯交错装配在一起，每个定子上分别绕有

5、1、3相和2、4相两组线圈，且两组线圈的绕制方向相反。ECU控制步进电机工作时，给各线圈输送的是脉冲电压，4个线圈的通电顺序不同也就是相位不同，步进电机的转动方向就不同。当对4个线圈按一定顺序输入一定数量的脉冲时，步进电机就向指定方向转过一定的角度，其转动角度取决于输入脉冲的数量5.3控制原理【理论引导】图步进电机的结构1、2-线圈；3-爪极；4-定子B 5-转子；6-定子A 图 定子结构展开示意图学习任务2 汽车发动机基本知识102.半电子节气门怠速控制执行机构 怠速控制装置是通过直接控制节气门体中的节气门的开启来实现怠速稳定控制的，它不设怠速空气旁通道。怠速控制装置是由一个直流电机通过齿轮

6、传动控制节气门开启。 节流阀体(J338)是一个电机系统组件，它由怠速直流电机、怠速节气门电位计、节气门电位计、怠速开关、怠速弹簧等组成。5.3控制原理【理论引导】 所示大众半电子节气门节流阀体J338学习任务2 汽车发动机基本知识112.半电子节气门怠速控制执行机构5.3控制原理【理论引导】大众捷达等半电子节气门位置传感器电路图暖机控制：发动机启动后，ECU根据发动机温度对怠速节气门进行控制。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，节气门开度随发动机水温逐渐升高而逐渐变小。当水温达到80时，发动机转速应稳定在840 rmin，进行目标转速控制。 目标转速控制：ECU不

7、断地采集发动机转速传感器送来的发动机转速信号并与目标怠速转速840rmin进行比较，如果有50rmin偏差，ECU将通过控制怠速直流电机来调节节气门开度，实现对怠速进气量的调节，调整发动机怠速转速正常。怠速提升控制：在打开空调或方向盘转动时，ECU会控制怠速时的进气量以及点火提前角，以保证发动机在各种工况下怠速稳定。行驶中怠速控制：在行驶中，当驾驶员突然放松加速踏板时，怠速开关F60闭合。此时节气门的开度在怠速电机没有工作情况下保留一段时间的最大开度，以达到发动机转速的平稳过渡，然后节气门由怠速电机V60逐渐关闭，直到目标怠速840 rmin。学习任务2 汽车发动机基本知识12【任务实施】1.

8、怠速识别信号怠速信号类别类型信号识别注1怠速触点信号丰田车系4线插头节气门位置传感器中，其中有一线为IDL。怠速时，节气门全关，IDL信号为：0V(触点闭合搭铁)大众车系为怠速开关F60闭合为怠速，断开为非怠速。节气门打开，IDL信号为：12 V或5 V(触点打开)。2.节气门位置传感器信号三线插头的节气门位置传感器取消怠速触点，怠速工况信号直接由节气门开度信号代替。进口车一般为小于06V。怠速状态由电脑程序判断，为软开关。例如，尼桑车系和通用车系；红旗世纪星VG20发动机6缸机国产车一般小于08 V。3. 油门踏板位置信号电子节气门车辆用油门踏板位置信号识别怠速。司机不踏油门踩板，电脑就默认

9、为怠速状态。 电喷车有三种怠速状态识别信号：一是怠速触点信号；二是节气门位置传感器信号；三是油门踏板位置信号。学习任务2 汽车发动机基本知识14【任务实施】2. 怠速控制系统的仪器检查(2) 读取测量数据块以奥迪A6为例快速数据诊断 帮助选择功能XX读取测量数据块 帮助输入显示组号XX读取测量数据块0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10080001、选择“01”发动机电控制单元。进行上述操作时，发动机应怠速运转。2、按0和8键选择“读取测量数据块”，按Q键确认输入。3、输入所选显示组号并按Q键确认输入，显示组号和内容见下。4、选择了显示组，也就选择了相应的功能和部件检查。显示组相互之间进

10、行切换时，V.A.G1551/2可用键“3”和键“1”进行上下切换。 学习任务2 汽车发动机基本知识15【任务实施】2. 怠速控制系统的仪器检查(3) 奥迪A6读取测量数据如下学习任务2 汽车发动机基本知识17【任务实施】2. 怠速控制系统的仪器检查(3) 奥迪A6读取测量数据如下学习任务2 汽车发动机基本知识18【任务实施】2. 怠速控制系统的仪器检查(3) 奥迪A6读取测量数据如下学习任务2 汽车发动机基本知识19【任务实施】2. 怠速控制系统的仪器检查(3) 奥迪A6读取测量数据如下学习任务2 汽车发动机基本知识20【任务实施】2. 怠速控制系统的仪器检查(3) 奥迪A6读取测量数据如下

11、学习任务2 汽车发动机基本知识21【任务实施】2. 怠速控制系统的仪器检查(3) 奥迪A6读取测量数据如下学习任务2 汽车发动机基本知识22【任务实施】2. 怠速控制系统的仪器检查(3) 奥迪A6读取测量数据如下学习任务2 汽车发动机基本知识24【任务实施】3.怠速控制系统执行机构的检查检查ISC阀的工作情况在Bl和B2端子上接上蓄电池正极，然后依次将Sl、S2、S3、S4接负极(搭铁)，阀应逐步关闭在Bl和B2端子上接上蓄电池正极，然后依次将S4、S3、S2、Sl接负极(搭铁)，阀应逐步开启。 步进电机ISC阀工作情况检查学习任务2 汽车发动机基本知识25【任务实施】3.怠速控制系统执行机构

12、的检查诊断仪检测ISC阀步级数测量皇冠3.0车发动机数据如下：冷车时，ISC=55(步级数)，热车后ISC=52步，接通空调（AC）开关，ISC=63步，切断空调（AC）开关，恢复到ISC=52步。丰田车步进电机型怠速控制执行机构步数为0125，0表示怠速控制机构伸出极限，怠速空气旁通道全部关闭；125表示怠速控制机构收回到最小极限，怠速空气旁通道全部开启。学习任务2 汽车发动机基本知识27【任务实施】4.怠速控制过程验证3、暖机控制观察水温变化和发动机转速由转速的关系。4、反馈控制观察者在发动机转速表上几乎看不到转速变化，但在检测仪的数据流中可以注意到发动机转速的变化情况。学习任务2 汽车发

13、动机基本知识28【任务实施】4.怠速控制过程验证5、发动机负荷变化的 预测控制空调开关打开，发动机电脑要接收电磁离合器工作的反馈信号，负荷启动后见数据流中发动机转速或电瓶电压读数下降后，发动机伴随点火提前角增大，同时怠速进气量增加。6、电器负载增多时的怠速控制开启远光灯等用电设备观察发动机的转速变化。学习任务2 汽车发动机基本知识29【任务实施】4.怠速控制过程验证7、减速控制在数据流中观察，在加速的非怠速工况，怠速控制机构门开度比怠速稳定时稍增大，但怠速控制机构的开度和启动位置及启动后位置相比要小。8、学习控制清洗节气门后，由于电脑内存储的自适应值不会立刻随目标转速发生改变，所以会造成怠速在

14、一段时间居高不下，属正常现象。ECU在怠速一段时间后会重新向怠速目标适应学习，怠速会自然稳定。有些车系为了快速自适应设计了基本设定程序。由检测仪直接控制怠速控制机构找到怠速执行机构开度的最小位置和最大位置，从而快速计算出怠速稳定点，找到自适应值。学习任务2 汽车发动机基本知识30【问题解决】造成发动机怠速不良有很多原因，一般有：1）进气系统漏气，会导致气缸混合气过稀，引起怠速不良，甚至熄火；2）空气滤清器脏污堵塞，也会导致怠速不良；3）若个别缸不工作，或是空气流量传感器损坏、燃油压力和气缸压力低时，也会有怠速不良现象出现；4）各缸喷油器喷油不均匀也会致使发动机怠速不良；5）点火提前角调整不当时

15、，发动机也会工作不稳。配气相位不准确也会造成怠速不良等。主 要 原 因 分析学习任务2 汽车发动机基本知识31【问题解决】用故障诊断仪V.A.G1551检查故障信息，输入10108（选择测量数据流功能）01（输入显示组01），显示区3是怠速时节气门开度信号，正常值为25，现本车为7，超出允许范围。为此用V.A.G1551对节气门开度进行基本设置，操作如下：(1) 先连接V.A.G1551，接通点火开关，但不起动发动机；(2) 输入1010205（清除故障记忆）04（选择基本设置功能）98（输入显示组98），按Q键确认。而设置无法完成，故障原因是节气门未关闭，怠速触点没有闭合。经检查节气门不发卡

16、，油门拉线调整正常。起动发动机怠速运转，测量相关运行参数，显示区1是节气门开度，在正常范围内。显示区4是节气门状态，在怠速状态应显示“Iding”，而测量结果却显示部分负荷状态“Partthrot”，说明节流阀体内的怠速触点在怠速时不能闭合。故障检测操作方法学习任务2 汽车发动机基本知识32【问题解决】拆下节流阀体，用万用表测量怠速触点正极3和负极7之间的电阻，结果为无穷大，说明怠速开关确已损坏。拆下节流阀体的塑料盖，发现怠速触点上固定的塑料触头断裂掉下，在节气门关闭时，摇臂不能推动触点不能可靠闭合，有一个很小的间隙，于是在摇臂的触头上缠几圈胶布，并用强力胶把胶布粘牢，此时在节气门关闭时，摇臂

17、能推动触点可靠闭合，装车后，用V.A.G1551按步骤再次进行基本设置，顺利完成，试车后故障排除。问题解决Agenda学习任务2 汽车发动机基本知识33项目 小节2发动机怠速控制系统功用、组成与分类怠速控制阀的控制内容步进电机型怠速控制阀控制原理。半电子节气门怠速控制执行机构控制原理怠速识别信号怠速控制系统的仪器检查怠速控制系统执行机构的检查怠速控制过程验证学习任务2 汽车发动机基本知识34【拓展与提升】发动机电子控制怠速进气量的方法可分为两种基本类型：节气门直动式和旁通空气式。学习任务2 汽车发动机基本知识35【拓展与提升】3种旁通空气式怠速控制系统1旋转电磁阀式怠速控制机构结构 (b) 位

18、置图 (c) 工作原理 旋转电磁阀怠速控制机构1阀；2双金属带；3冷却水腔；4阀体；5线圈1；6永久磁铁；7线圈2；8轴；9旁通口；10固定销；11挡块；12杆旋转电磁阀装在节气门体上，是通过改变磁场变化来控制机构来控制阀门的旋转角度，从而改变怠速空气通道的截面积ECU控制脉冲信号的占空比大小，即控制线圈1、2中通电时间的比例，使电磁阀旋转一定的角度。当线圈1、2的通电占空比相等时，产生的磁场作用力相互抵消，阀轴停止转动。当线圈2占空比大于时线圈1，线圈2磁场强度大于线圈1的磁场强度，阀门转过一定角度，旁通道面积增大，反之减小。学习任务2 汽车发动机基本知识36【拓展与提升】3种旁通空气式怠速控制系统2占空比型电磁阀怠速控制机构占空比控制型电磁阀工作时，由ECU根据发动机运行工况和负载设备的工