汽车发动机汽油机怠速控制系统原理与检修.ppt

发动机怠速控制系统原理与检修 怠速：发动机在无负荷（对外无功率输出）情况下的稳定运转状态 怠速转速过高，会增加燃油消耗量。汽车在交通密度大道路上行驶时，约有30%的燃油消耗在怠速阶段，因此，怠速转速应尽可能降低。但考虑到减少有害物的排放，怠速转速又不能过低。 功用：一是实现发动机起动后的快速暖机过程；二是自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转 怠速控制内容：起动后控制、暖机过程控制、负荷变化的控制和减速时的控制。 怠速控制实质：是通过调节空气通道的流通面积来控制怠速的进气量。 怠速控制装置，按控制原理：节气门直动控制式和旁通空气控制式两类。 第一节 怠速控制系统执行机构的结构与原理 一、怠速控制原理 在电控怠速控制系统中，ECU首先根据各传感器的输入信号确定目标转速；然后把目标转速与汽油发动机的实际转速进行比较，得到目标转速与实际转速的差值；最后根据此差值，确定达到目标转速所需的控制量，驱动怠速控制装置增加或减少空气量。电控怠速控制系统一般都采用转速反馈控制方式，车辆正常行驶时，为了避免怠速反馈控制与驾驶员通过油门踏板动作引起的空气量调节发生干涉，电控怠速控制系统需要用节气门位置信号、车速信号等对怠速状态进行确认，只有怠速状态得到确认的情况下才进行怠速反馈控制。 二、怠速控制执行机构 怠速控制系统的执行机构，按进气量调节方式的不同，大致可分为两种：一种是改变旁通空气道流通截面积的旁通空气方式，另一种是直接改变节气门开度的节气门直动方式。有些怠速控制系统，可以控制发动机冷起动后暖机过程中的快怠速运行，因而就不再设置辅助空气阀。 第二节 旁通空气式怠速控制系统原理与检修 （一）旁通空气控制装置 通过改变旁通流通面积来控制怠速进气量，以达到怠速控制的目的。两种型式，即机械控制方式的怠速空气阀（AAC：auxiliary air control valve）和电控的怠速控制阀（ISCV）。 1、怠速空气阀（AAC）。 在冷起动时，发动机温度低、摩擦阻力大。为了减少发动机的暖机时间，通过怠速空气阀为发动机提供额外的空气（空气量也由空气流量传感器计量） , 使发动机快怠速运转，以减少暖机时间。当发动机变成暖机动作后，流经怠速空气阀的空气即被切断，发动机吸入的空气改由怠速控制阀的旁通通道供给，使发动机转入正常怠速运转。 常用的怠速空气阀有双金属片式和石蜡式两种。 石蜡式怠速空气阀 在节气门体内，根据发动机冷却水的温度，控制空气旁通气道截面积，控制力来自恒温石蜡的热胀冷缩。导入发动机冷却水是必要条件，大多采用与节气门体加热共用的冷却水管路一体化结构。 发动机冷却水的温度较低时，恒温石蜡收缩，提动阀在外弹簧的作用下打开。随着温度的升高，恒温石蜡膨胀，推动连接杆使提动阀慢慢关闭，发动机怠速运转的转速下降。暖机后，提动阀将完全关闭其空气通道，发动机恢复至正常怠速。 双金属片式怠速空气阀 双金属片式怠速空气阀和石蜡式怠速空气阀工作原理类似，它是利用双金属片的热胀冷缩变形来控制阀门的开度，从而控制额外进入进气岐管的空气流量。 目前在电控发动机的怠速控制中，双金属片式和石蜡式怠速空气阀已较少使用。 （二）永磁转子步进电机式怠速控制阀（ISCV） 步进电机是一种由脉冲信号控制其转动方向和转动角度的电动机，利用同性相斥、异性相吸原理即可使转子步进旋转。 结构：步进电机、螺旋机构、阀心、阀座等 永磁转子式步进电机结构：永磁转子、定子绕组功用：产生驱动力矩。 螺旋机构的作用：将步进电机的旋转运动变换为往复运动，由螺杆（又称为丝杠）和螺母组成。 结构：螺母与步进电机的转子制成一体，螺杆的一端制有螺纹，另一端固定有阀心，螺杆与阀体之间为滑动花键连接，只能沿轴向做直线移动，不能做旋转运动。当步进电机的转子转动时，螺母将带动螺杆做轴向移动。转子转动一圈，螺杆移动一个螺距。因为阀心与螺杆固定连接，所以螺杆将带动阀心开大或关小阀门开度。ECU通过控制步电机的转动方向和转动角度来控制螺杆的移动方向和移动距离，从而达到控制怠速阀开度，调整怠速转速之目的 基本结构与步进原理 永磁转子式步进电机的转子是一个具有N极和S极的永久磁铁，定子有两相独立的绕组。当从B1到B向绕组输入一个电脉冲信号时，绕组产生一个磁场，在磁力同性相斥、异性相吸的原理作用下使转子S极在右、N极在左位置。 当从B1到B输入的脉冲信号消失后，再从A到A1向绕组输入另一个脉冲信号时，绕组产生一个磁场，N极在上、S极在下，如图 ① 。在同性相斥、异性相吸原理作用下，转子就会沿逆时针方向转动90°，如图 ② 。 当从A到A1输入的脉冲信号消失后，再从B到B1向绕组输入另一个脉冲信号时，绕组产生磁场，N极在左、S极在右，如图 ②。在同性相斥、异性相吸原理作用下，转子就会沿逆时针方向转动90 ° ，如图 ③所示。 当