5发动机怠速不稳故障检修.ppt

项目五 发动机怠速 不稳故障检修 一、项目要求 二、相关知识 （一）怠速的定义及怠速控制的任务 1．怠速的定义 发动机怠速是指油门踏板完全松开，转速保持在最低可能水平的状况。 目前的发动机一般都有节气门。 怠速时节气门的回位弹簧促使节气门有全闭的倾向。 2．怠速控制的任务 怠速控制的基本要求：保持汽油机转矩与负荷的平衡、较低的燃油消耗、良好的排放、迅速而平稳的过渡特性。 （二）怠速控制系统的功能与组成 1．怠速控制系统的功能 怠速是指节气门关闭，加速踏板完全松开，且发动机对外无功率输出并保持最低转速稳定运转的工况。 2．怠速控制系统的组成 怠速控制系统主要由传感器、ECU和执行元件3部分组成，如图5-1所示。 3．汽油机怠速控制系统的传感器 （三）怠速控制机构的（怠速控制器）分类、结构及工作原理 电控汽油机的怠速可理解为操作者完全松开加速踏板后的运行，此时汽油机功率不再由操作者控制，所需要的空气量全部由怠速执行器提供。 怠速控制的实质就是对怠速工况下的进气量进行控制。 在发动机集中控制系统中，控制怠速工况下的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，如图5-2所示。 前者是直接通过执行元件改变节气门最小开度的调整来控制怠速进气量进而控制转速的，即控制节气门全关时的最小开度，称为节气门直动控制式。 后者是设有旁通节气门的怠速空气道，通过执行元件控制空气旁通道截流面积的大小来实现的，即控制节气门旁通管路中的空气通量，称为旁通空气控制式。 1．节气门直动式怠速控制机构 节气门直动式怠速控制机构的结构如图5-3所示，它主要由直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机构和传动轴等组成。 其工作原理是：直流电动机可正转也可反转，当直流电动机通电转动时，经减速齿轮机构减速增扭后，再由丝杠机构将其旋转运动转换为传动轴的直线运动。 传动轴顶靠在节气门最小开度限制器上，发动机怠速运转时，ECU根据各种传感器信号，控制直流电动机的正反转和转动量，以改变节气门最小开度限制器的位置，从而控制节气门的最小开度，实现对怠速工况下进气量进行控制的目的。 节气门直动式怠速控制器的结构比较简单，但采用齿轮减速机构后，会导致执行速度变慢，动态响应性差，控制器的外形尺寸也比较大，所以目前除部分单点喷射系统外，一般不采用此种怠速控制系统。 2．旁通空气控制式怠速控制机构 旁通空气控制式怠速控制机构又称为怠速控制阀（ISC valve）。 旁通空气控制式怠速控制机构是由ECU来控制空气旁通阀来实现对怠速进气量控制，达到控制怠速转速的目的。 旁通空气式怠速执行器的种类较多，一般按结构可分为双金属片式、石蜡式、平动电磁阀式、旋转电磁阀式和步进电机5种。 表5-3对它们的特点进行了比较。 从表中我们可以看出，前3种执行器不能针对负荷变化做出补偿，因而随着技术的进步，应用机型己越来越少。 在实际系统中，空气旁通阀的结构和控制方式有所不同，大体可分为步进电机调节机构，占空比控制型电磁阀，开关控制型电磁阀。 怠速控制的方法及执行元件的类型因车型而异，目前应用于较多的是旁通空气式怠速控制系统，旁通空气式怠速控制系统执行元件可分为步进电动机型、旋转电磁阀型、占空比控制电磁阀型、开关型等。 不同车型的怠速控制系统，其控制内容也不完全相同，控制内容通常包括：启动控制、暖机控制、负荷变化控制、反馈控制和学习控制等。 （1）步进电动机型怠速控制阀 步进电机式怠速控制机构如图5-4所 示。 步进电机和怠速控制阀做成一体，装在进气总管内，电机可顺时针或逆时针旋转，使阀沿轴向移动，改变阀与阀座之间的间隙，以调节流过节气门旁通通道的空气量。 典型的步进电机型怠速控制阀结构由永久磁铁构成的转子、激磁线圈构成的定子和把旋转运动变成直线运动的进给杆及阀门等组成。 利用步进转换控制，使转子可以正转，也可以反转，从而使阀心上下运动达到调节旁通空气道截面大小的目的。 ① 控制阀的结构与工作原理。 如图5-5所示为步进电机式怠速执行器的结构和安装示意图。 如果负荷不超过步进电机所提供的动态转矩值，就能够在一刹那间使步进电机启动或停转。 一般步进电机的步进速率为每秒200～1?000步，如果步进电机是以逐渐加速到最高转速，然后再逐渐减速到零的方式工作，其步进速率增加2～4倍，仍然不会失掉一步。 步进电机的另一显著特点是精度高。 在没有齿轮传动的情况下，步矩角（即每步所转过的角度）可以由每步90°低到0.30°～0.36°。 另一面无论是变磁阻式步进电机还是永磁式步进电机，都能精确地返回原来的位置，如一个24步（每步为15°）的步进电机，当其正方向步进48步时，更好转两转。 如果再反方向转两转，电