汽车电控发动机怠速系统7

1、第七章怠速控制系统的测试、诊断与维修一任任务引入入二任任务分析析三相相关知识识四任任务实施施学习目标标：1.了解解发动机机怠速转转速的控控制要求求及控制制方法；2.掌握握怠速控控制系统统的结构构与工作作原理；3.掌握握转阀式式怠速控控制阀、步进电电机式怠怠速控制制阀的检检查方法法；4.掌握握大众车车系怠速速控制系系统的检检查方法法。一 任务务引入怠速是发发动机重重要的运运行工况况之一，常见的的故障现现象有怠怠速不稳稳、怠速速过低、怠速过过高、怠怠速时开开空调熄熄火等，因此，诊断和和排除怠怠速控制制系统的的故障是是发动机机故障诊诊断与排排除的一一项重要要内容。二 任务务分析发动机的的怠速控控制系

2、统统主要有有旁通空空气控制制式和节节气门直直动式两两大类，如图7-1所所示，其其中，旁旁通空气气控制式式又分线线性电磁磁阀式、转阀式式、步进进电动机机式等类类型。怠速控制制系统的的种类不不同，故故障检测测的方法法也有所所不同，在实际际操作中中，往往往需要根根据其结结构特点点，利用用万用表表等工具具，对相相关的部部件及电电路进行行检测，再由检检测的结结果来判判断故障障的位置置。三 相关关知识1.对发发动机怠怠速转速速的控制制要求2.怠速速控制系系统的结结构与工工作原理理对发动机机怠速转转速的控控制要求求1)正常常怠速或或低怠速速2)起动动、暖机机怠速3)高怠怠速怠速是指指发动机机不向外外输出功功

3、率，燃燃料燃烧烧所作的的功仅仅仅用于发发动机的的内部摩摩擦和带带动相关关的附属属设备，此时，节气门门往往处处于关闭闭状态，发动机机只需要要吸入极极少量的的空气，喷油器器也只需需要喷入入极少量量的燃油油，相应应的转速速也维持持较低。1)正常常怠速或或低怠速速水温正常常，且空空调、大大灯等附附属设备备关闭时时，怠速速一般应应为750850r/min，称称为正常常怠速或或低怠速速。2)起动动、暖机机怠速起动、暖暖机时，由于水水温较低低、发动动机内部部摩擦力力较大，低怠速速下容易易造成运运转不稳稳，且长长时间低低温运行行会增大大发动机机的磨损损，因此此，要求求怠速适适当提（提高的的幅度与与当时的的水温

4、有有关，水水温越低低，提高高的幅度度越大），这样样，既利利于运转转平稳，又利于于快速暖暖机。3)高怠怠速打开空调调、前照照灯等附附属设备备、动力力转向投投入工作作或自动动变速器器换上行行驶挡位位时，发发动机的的负载增增大，转转速有下下降的趋趋势，此此时要求求怠速转转速自动动提高，一般要要求达到到10001200r/min，称为高高怠速（或快怠怠速）。2.怠速速控制系系统的结结构与工工作原理理1)旁通通空气式式怠速控控制系统统1)旁通通空气式式怠速控控制系统统(1)转转阀式怠怠速控制制阀(2)线线性电磁磁阀式与与开关电电磁阀式式怠速控控制阀(3)步步进电动动机式怠怠速控制制阀旁通空气气式怠速速控

5、制系系统主要要由怠速速控制阀阀（ISCV）、发动动机ECU以及及各种传传感器等等组成，如图7-3所所示，其其中，怠怠速控制制阀装于于绕过节节气门的的旁通气气道，怠怠速时，节气门门完全关关闭，所所有空气气经由该该旁通气气道进入入发动机机，ECU只要要控制怠怠速控制制阀的开开度，即即可控制制旁通空空气量，从而达达到控制制怠速转转速的目目的。起动、暖暖机时的的怠速控控制：起起动时，怠速控控制阀完完全打开开，旁通通气道的的开度最最大，流流过旁通通气道的的空气量量较大，从而确确保发动动机能够够顺利起起动，如如图7-4所示示；起动动后，随随着发动动机水温温的逐步步升高，怠速控控制阀的的开度逐逐步减小小，水

6、温温正常后后达到正正常怠速速所需的的开度位位置。怠速反馈馈控制：如果怠怠速转速速偏离了了设定值值，ECU会通通过调整整怠速控控制阀开开度的方方法来进进行修正正。负荷调节节控制：当打开开空调，或打开开前大灯灯，或将将变速杆杆从N挡挡换至D挡或R挡时，发动机机负载突突然增大大，转速速有下降降的趋势势，此时时，ECU会会使怠速速控制阀阀的开度度适当增增大，以以确保转转速不致致下降。此外，当当节气门门由大开开度突然然完全关关闭时，ECU也会瞬瞬时打开开怠速控控制阀，以防发发动机转转速突然然过低。(1)转转阀式怠怠速控制制阀转阀式怠怠速控制制阀有单单线圈式式和双线线圈式两两种，其其中，单单线圈式式为新型

7、型，双线线圈式为为旧型。单线圈转转阀式怠怠速控制制阀由电电磁线圈圈，IC（集成成电路）永久久磁铁和和转阀组组成，如如图7-5所示示，其中中转阀的的一端通通空气滤滤清器，另一端端通节气气门后方方。改变变转阀的的转角，即可以以改变空空气通道道的大小小。发动机ECU向向IC（集成电电路）发发送一定定频率的的方波信信号，再再由IC控制电电磁线圈圈的工作作电流， ECU只要要改变方方波信号号的占空空比，即即可改变变转阀的的开度。占空比：方波信信号的一一个周期期中，高高电平所所占的百百分比。提示：如如果发生生电流中中断故障障（例如如电路断断路），转阀会会在永久久磁铁的的作用下下打开至至某一固固定开度度，怠

8、速速转速可可达到10002000r/min。双双线圈转转阀式怠怠速控制制阀由两两个电磁磁线圈、永久磁磁铁、双双金属片片和转阀阀等组成成，如图图7-6所示，其工作作原理如如图7-7所示示。两个电磁磁线圈通通电后所所产生的的磁场同同极相对对，共同同对转轴轴上的永永久磁铁铁产生作作用力，线圈A的磁场场使转阀阀开度增增大，线线圈B的的磁场使使转阀开开度减小小。当两个磁磁场强度度相同时时，转阀阀处于中中间位置置；当两两个磁场场强度不不同时，转阀发发生偏转转：如果果线圈A的磁场场大于线线圈B的的磁场，则转阀阀开度增增大；如如果线圈圈A的磁磁场小于于线圈B的磁场场，则转转阀开度度减小。转阀的的最终位位置取决

9、决于两个个磁场强强度与双双金属片片弹力的的平衡状状态。发动机ECU通通过控制制两个线线圈通电电的占空空比来控控制其工工作电流流，但两两个占空空比信号号的频率率相同、方向相相反，因因而占空空比互补补。例如如：线圈圈A的占占空比为为60时，线线圈B的的占空比比则为40，这样，线圈A的工作作电流就就大于线线圈B的的工作电电流，因因而转阀阀的开度度增大，发动机机的怠速速随之升升高。提示：线线圈A发发生断路路时，怠怠速会过过低或不不稳；线线圈B发发生断路路，怠速速会过高高。双线线圈转阀阀式怠速速控制阀阀的控制制电路如如图7-8所示示，两个个线圈由由电源电电路同时时供电，并分别别由ECU的两两个三极极管控

10、制制，其中中一个三三极管的的基极电电路设有有反向器器。(2)线线性电磁磁阀式与与开关电电磁阀式式怠速控控制阀线性电磁磁阀式怠怠速控制制阀：发发动机ECU通通过占空空比来控控制电磁磁线圈的的工作电电流，从从而直接接控制阀阀门的开开度，如如图所示示。开关电磁磁阀式怠怠速控制制阀：电电磁线圈圈只有通通电和断断电两种种状态，怠速控控制阀也也只有开开、关两两种状态态，如图图7-10所示示。怠速速控制阀阀打开时时发动机机的怠速速只能提提高100r/min左右。由于这两两种怠速速控制阀阀对怠速速的调节节范围有有限，目目前已经经很少使使用。(3)步步进电动动机式怠怠速控制制阀步进电动动机式怠怠速控制制阀装在在

11、节气门门体或进进气室上上，当步步进电动动机的转转子转动动时，其其阀杆伸伸出或缩缩入，阀阀杆一端端的阀门门即可控控制旁通通气道的的开度，如图7-11所示。阀门从从全关到到全开，步进电电动机可可转125步，阀门的的开度也也相应有有125级（丰丰田汽车车）。步进电动动机的转转子由永永久磁铁铁制成，定子则则由两个个16极极铁芯构构成，每每个铁芯芯上绕有有两组线线圈，两两个铁芯芯共4组组线圈（分别为为C1、C2、C3、C4），每组组线圈都都由8个个线圈组组成，每每个线圈圈都各自自绕在一一个铁芯芯极上，这样就就形成了了16对对磁极（共32个磁极极），如如图7-11（下）所所示。线圈C1通电时时，其磁磁场使

12、转转子转到到C1磁磁极对应应的位置置；线圈圈C2通通电时，其磁场场则使转转子转到到C2磁磁极对应应的位置置，以此此类推。如果发发动机ECU按按照C1-C2-C3-C4的顺序序给4组组线圈通通电，则则转子向向顺时针针方向步步步转动动，怠速速阀步步步打开；如果发发动机ECU按按照C4-C3-C2-C1的顺序序给4组组线圈通通电，则则转子向向逆时针针方向步步步转动动，怠速速阀则步步步关闭闭。丰田汽车车步进电电动机式式怠速控控制阀的的控制电电路如图图7-12所示示。该怠怠速控制制阀具有有如下的的特定功功能。起动位置置设定：当发动动机停止止运转时时，ECU将怠怠速控制制阀置于于完全打打开位置置，以确确保

13、发动动机下一一次能够够顺利起起动。主继电器器控制：点火开开关断开开时，ECU会会继续维维持主继继电器接接通一段段时间，以便步步进电动动机完成成起动位位置设定定。自学习记记忆功能能：发动动机熄火火后，ECU内内部会记记忆达到到规定怠怠速所需需要的步步数，以以便下次次起动后后能够迅迅速稳定定怠速。四 任务务实施1.实训训目的2.设备备准备3.实训训步骤4.实训训要求1.实训训目的可以进行行各种怠怠速控制制阀及其其控制电电路的检检查。2.设备备准备丰田8A发动机机台架一一台；万万用表，X431解码码仪3.实训训步骤1)转阀阀式怠速速控制阀阀的检查查2)步进进电动机机式怠速速控制阀阀的检查查1)转阀阀

14、式怠速速控制阀阀的检查查(1)单单线圈转转阀式怠怠速控制制阀（新新型）的的检查（以丰田田5A-FE发发动机为为例）(2)双双线圈转转阀式怠怠速控制制阀（旧旧型）的的检查（以丰田田5A-FE发发动机为为例）(1)单单线圈转转阀式怠怠速控制制阀（新新型）的的检查（以丰田田5A-FE发发动机为为例） 拔下下怠速控控制阀连连接器，从节气气门体上上拆下怠怠速控制制阀； 重新新连接怠怠速控制制阀的连连接器； 接通通点火开开关，检检查怠速速控制阀阀的工作作情况：正常情况况为：怠怠速控制制阀在0.5s内，从从半开到到全关，再到全全开，最最后半开开。如果怠速速控制阀阀无动作作，则用用万用表表检查：怠速控控制阀与

15、与ECU之间的的线路；ECU的电源源电路；ECU的搭铁铁电路。如都正正常，则则更换怠怠速控制制阀；更更换怠速速控制阀阀后仍然然无动作作，则更更换ECU。提示：由由于该怠怠速控制制阀内部部有一个个IC电电路，所所以不能能直接测测量线圈圈的电阻阻。 检查查旁通气气道有无无污物阻阻塞情况况，如有有，则进进行清洁洁。(2)双双线圈转转阀式怠怠速控制制阀（旧旧型）的的检查（以丰田田5A-FE发发动机为为例） 拔下下怠速控控制阀连连接器，从节气气门体上上拆下怠怠速控制制阀； 测量量怠速控控制阀两两个线圈圈的电阻阻：+B与ISC1之之间、+B与与ISC2之间间的电阻阻值都应应该为1724.5。如如不符合合要

16、求，则更换换怠速控控制阀。 用万万用表测测怠速控控制阀两两个线圈圈的搭铁铁情况：测ISC1端端子、ISC2端子与与搭铁之之间的电电阻，应应为无穷穷大。不不符合要要求，则则更换怠怠速控制制阀。 分别别向怠速速控制阀阀的+B端子与与ISC1端子子之间、+B端端子与ISC2端子之之间提供供12V电压（时间不不超过1s），看怠速速控制阀阀是否动动作。如如无动作作，则更更换怠速速控制阀阀。 用万万用表检检查怠速速控制阀阀连接器器线束侧侧ISC1端子子、ISC2端端子与ECU的的线路连连接情况况，如有有断路，则查找找断点并并进行维维修。 用万万用表测测怠速控控制阀连连接器线线束侧ISC1端子、ISC2端子

17、子的搭铁铁情况：测ISC1端端子、ISC2端子与与搭铁之之间的电电阻，应应为无穷穷大。如如不符合合要求，则维修修或更换换线束。 检查查ECU的电源源电路、搭铁电电路。 检查查旁通气气道有无无污物阻阻塞情况况，如有有，则进进行清洁洁。如果以上上情况都都正常，但接上上ECU后怠速速控制阀阀仍然不不工作，则更换换ECU。2)步进进电动机机式怠速速控制阀阀的检查查(1)基基本检查查(2)检检查怠速速控制阀阀的电阻阻(3)检检查怠速速控制阀阀的运行行(4)检检查怠速速控制阀阀的供电电电压(1)基基本检查查起动发动动机，然然后再关关闭发动动机，听听怠速控控制阀是是否有“咔嗒”声（进进行起动动位置设设定时所

18、所发出的的声音）：有，则怠速速控制阀阀及其控控制电路路基本正正常；无无，则怠怠速控制制阀及其其控制电电路存在在故障。(2)检检查怠速速控制阀阀的电阻阻拔下怠速速控制阀阀的连接接器，用用万用表表测步进进电动机机4个线线圈的电电阻值：B1与与S1之之间、B1与S3之间间、B2与S2之间、B2与与S4之之间（参参见图7-12）的电电阻值均均为1030（丰丰田汽车车）。如如果有一一处不正正常，则则更换怠怠速控制制阀。(3)检检查怠速速控制阀阀的运行行 从节节气门体体上拆下下怠速控控制阀； 将蓄蓄电池的的正极接接在怠速速控制阀阀的B1端子和和B2端端子上（如图7-18所示）； 按照照S1S2S3S4的的

19、顺序将将蓄电池池的负极极与各个个线圈的的端子相相连，怠怠速控制制阀应逐逐步伸出出；按照照S4S3S2S1的的顺序将将蓄电池池的负极极与各个个线圈的的端子相相连，怠怠速控制制阀应逐逐步缩入入（如图图7-16所示示）。如果不符符合要求求，则更更换怠速速控制阀阀。(4)检检查怠速速控制阀阀的供电电电压将点火开开关转至至“ON”位置置，用万万用表测测怠速控控制阀连连接器中中B1端端子和B2端子子的对地地电压，应为12V，否则检检查主继继电器与与怠速控控制阀连连接器B1端子子和B2端子之之间的线线路（参参见图7-12）。如果以上上情况都都正常，但怠速速控制阀阀仍然不不工作，则更换换ECU。4.实训训要求

20、 注意意安全防防护措施施，并养养成使用用发动机机舱护罩罩、“三三件套”的职业业习惯； 操作作要仔细细、规范范，避免免造成设设备损坏坏； 保持持现场的的清洁卫卫生，坚坚持零件件、工具具、油水水“三不不落地”。小结正常怠速速或低怠怠速一般般为750850r/min，起起动、暖暖机时要要求怠速速适当提提高，随随着水温温的升高高，要求求转速逐逐步向正正常怠速速或低怠怠速过渡渡。打开空调调、大灯灯等附属属设备、动力转转向投入入工作或或自动变变速器挂挂上行驶驶挡位时时，要求求怠速转转速自动动提高，一般要要求达到到10001200r/min，称为高高怠速（或快怠怠速）发动机的的怠速控控制系统统有旁通通空气控控制式和和节气门门直动式式两大类类，旁