汽车电控发动机构造与维修 (2)ppt课件

1、第七章怠速控制系统的测试、诊断与维修.一 义务引入二 义务分析三 相关知识四 义务虚施.学习目的：1.了解发动机怠速转速的控制要求及控制方法；2.掌握怠速控制系统的构造与任务原理；3.掌握转阀式怠速控制阀、步进电机式怠速控制阀的检查方法；4.掌握群众车系怠速控制系统的检查方法。.一 义务引入 怠速是发动机重要的运转工况之一，常见的缺点景象有怠速不稳、怠速过低、怠速过高、怠速时开空调熄火等，因此，诊断和排除怠速控制系统的缺点是发动机缺点诊断与排除的一项重要内容。.二 义务分析 发动机的怠速控制系统主要有旁通空气控制式和节气门直动式两大类，如图7-1所示，其中，旁通空气控制式又分线性电磁阀式、转阀

2、式、步进电动机式等类型。. 怠速控制系统的种类不同，缺点检测的方法也有所不同，在实践操作中，往往需求根据其构造特点，利用万用表等工具，对相关的部件及电路进展检测，再由检测的结果来判别缺点的位置。.三 相关知识 1.对发动机怠速转速的控制要求2.怠速控制系统的构造与任务原理 .对发动机怠速转速的控制要求1)正常怠速或低怠速2)起动、暖机怠速3)高怠速 . 怠速是指发动机不向外输出功率，燃料熄灭所作的功仅仅用于发动机的内部摩擦和带动相关的附属设备，此时，节气门往往处于封锁形状，发动机只需求吸入极少量的空气，喷油器也只需求喷入极少量的燃油，相应的转速也维持较低。.1)正常怠速或低怠速 水温正常，且空

3、调、大灯等附属设备封锁时，怠速普通应为750850r/min，称为正常怠速或低怠速。.2)起动、暖机怠速 起动、暖机时，由于水温较低、发动机内部摩擦力较大，低怠速下容易呵斥运转不稳，且长时间低温运转会增大发动机的磨损，因此，要求怠速适当提提高的幅度与当时的水温有关，水温越低，提高的幅度越大，这样，既利于运转平稳，又利于快速暖机。 随着水温的升高，要求转速逐渐向正常怠速或低怠速过渡，如图7-2所示。.3)高怠速 翻开空调、前照灯等附属设备、动力转向投入任务或自动变速器换上行驶挡位时，发动机的负载增大，转速有下降的趋势，此时要求怠速转速自动提高，普通要求到达10001200r/min，称为高怠速或

4、快怠速。 .2.怠速控制系统的构造与任务原理 1)旁通空气式怠速控制系统2)节气门直动式怠速控制系统.1)旁通空气式怠速控制系统(1)转阀式怠速控制阀(2)线性电磁阀式与开关电磁阀式怠速控制阀(3)步进电动机式怠速控制阀. 旁通空气式怠速控制系统主要由怠速控制阀ISCV、发动机ECU以及各种传感器等组成，如图7-3所示，其中，怠速控制阀装于绕过节气门的旁通气道，怠速时，节气门完全封锁，一切空气经由该旁通气道进入发动机，ECU只需控制怠速控制阀的开度，即可控制旁通空气量，从而到达控制怠速转速的目的。. 起动、暖机时的怠速控制：起动时，怠速控制阀完全翻开，旁通气道的开度最大，流过旁通气道的空气量较

5、大，从而确保发动机可以顺利起动，如图7-4所示；起动后，随着发动机水温的逐渐升高，怠速控制阀的开度逐渐减小，水温正常后到达正常怠速所需的开度位置。. 怠速反响控制：假设怠速转速偏离了设定值，ECU会经过调整怠速控制阀开度的方法来进展修正。 负荷调理控制：当翻开空调，或翻开前大灯，或将变速杆从N挡换至D挡或R挡时，发动机负载忽然增大，转速有下降的趋势，此时， ECU会使怠速控制阀的开度适当增大，以确保转速不致下降。 此外，当节气门由大开度忽然完全封锁时，ECU也会瞬时翻开怠速控制阀，以防发动机转速忽然过低。.(1)转阀式怠速控制阀 转阀式怠速控制阀有单线圈式和双线圈式两种，其中，单线圈式为新型，

6、双线圈式为旧型。 单线圈转阀式怠速控制阀由电磁线圈，IC集成电路永久磁铁和转阀组成，如图7-5所示，其中转阀的一端通空气滤清器，另一端通节气门后方。改动转阀的转角，即可以改动空气通道的大小。. 发动机ECU向IC集成电路发送一定频率的方波信号，再由IC控制电磁线圈的任务电流， ECU只需改动方波信号的占空比，即可改动转阀的开度。 占空比：方波信号的一个周期中，高电平所占的百分比。 提示：假设发生电流中断缺点例如电路断路，转阀会在永久磁铁的作用下翻开至某一固定开度，怠速转速可到达10002000r/min。双线圈转阀式怠速控制阀由两个电磁线圈、永久磁铁、双金属片和转阀等组成，如图7-6所示，其任

7、务原理如图7-7所示。. 两个电磁线圈通电后所产生的磁场同极相对，共同对转轴上的永久磁铁产生作用力，线圈A的磁场使转阀开度增大，线圈B的磁场使转阀开度减小。 当两个磁场强度一样时，转阀处于中间位置；当两个磁场强度不同时，转阀发生偏转：假设线圈A的磁场大于线圈B的磁场，那么转阀开度增大；假设线圈A的磁场小于线圈B的磁场，那么转阀开度减小。转阀的最终位置取决于两个磁场强度与双金属片弹力的平衡形状。. 发动机ECU经过控制两个线圈通电的占空比来控制其任务电流，但两个占空比信号的频率一样、方向相反，因此占空比互补。例如：线圈A的占空比为60时，线圈B的占空比那么为40，这样，线圈A的任务电流就大于线圈

8、B的任务电流，因此转阀的开度增大，发动机的怠速随之升高。 提示：线圈A发生断路时，怠速会过低或不稳；线圈B发生断路，怠速会过高。双线圈转阀式怠速控制阀的控制电路如图7-8所示，两个线圈由电源电路同时供电，并分别由ECU的两个三极管控制，其中一个三极管的基极电路设有反向器。.(2)线性电磁阀式与开关电磁阀式怠速控制阀 线性电磁阀式怠速控制阀：发动机ECU经过占空比来控制电磁线圈的任务电流，从而直接控制阀门的开度，如下图。. 开关电磁阀式怠速控制阀：电磁线圈只需通电和断电两种形状，怠速控制阀也只需开、关两种形状，如图7-10所示。怠速控制阀翻开时发动机的怠速只能提高100r/min左右。 由于这两

9、种怠速控制阀对怠速的调理范围有限，目前曾经很少运用。.(3)步进电动机式怠速控制阀 步进电动机式怠速控制阀装在节气门体或进气室上，当步进电动机的转子转动时，其阀杆伸出或缩入，阀杆一端的阀门即可控制旁通气道的开度，如图7-11所示。阀门从全关到全开，步进电动机可转125步，阀门的开度也相应有125级丰田汽车。 步进电动机的转子由永久磁铁制成，定子那么由两个16极铁芯构成，每个铁芯上绕有两组线圈，两个铁芯共4组线圈分别为C1、C2、C3、C4，每组线圈都由8个线圈组成，每个线圈都各自绕在一个铁芯极上，这样就构成了16对磁极共32个磁极，如图7-11下所示。. 线圈C1通电时，其磁场使转子转到C1磁

10、极对应的位置；线圈C2通电时，其磁场那么使转子转到C2磁极对应的位置，以此类推。假设发动机ECU按照C1-C2-C3-C4的顺序给4组线圈通电，那么转子向顺时针方向步步转动，怠速阀步步翻开；假设发动机ECU按照C4-C3-C2-C1的顺序给4组线圈通电，那么转子向逆时针方向步步转动，怠速阀那么步步封锁。 丰田汽车步进电动机式怠速控制阀的控制电路如图7-12所示。该怠速控制阀具有如下的特定功能。. 起动位置设定：当发动机停顿运转时，ECU将怠速控制阀置于完全翻开位置，以确保发动机下一次可以顺利起动。 主继电器控制：点火开关断开时，ECU会继续维持主继电器接通一段时间，以便步进电动机完成起动位置设

11、定。 自学习记忆功能：发动机熄火后，ECU内部会记忆到达规定怠速所需求的步数，以便下次起动后可以迅速稳定怠速。.2)节气门直动式怠速控制系统(1)“ 半电子节气门(2)“ 全电子节气门 节气门体上不再设置旁通气道，也不再设置怠速控制阀，发动机ECU经过直接控制节气门开度的方式来控制怠速转速，如图7-1b所示。 .(1)“ 半电子节气门 节气门的开度只需在怠速工况下才受发动机ECU的控制，非怠速工况那么由驾驶员经过加速踏板人工控制。 群众车系广泛采用的此种类型的节气门体如图7-13所示，其节气门轴的一端为节气门拉索盘，另一端为怠速稳定控制器。怠速稳定控制器由怠速电动机、齿轮组、应急弹簧以及相关传

12、感器等组成，其中传感器包括节气门位置传感器、怠速节气门位置传感器、怠速开关等。. 怠速时，怠速开封锁合，发动机ECU据此断定进入怠速形状，于是开场经过怠速电动机及齿轮组等元件在一定范围内控制节气门的开度，节气门实践开度那么由怠速节气门位置传感器信号反响给ECU，从而既可以实现对缺点的监测功能，也可以实现ECU的自学习记忆功能。应急弹簧那么用于应急运转功能。. 缺点监测功能：当节气门的开度不能按照ECU的控制指令变化，或开度曾经到达控制极限，而怠速转速却依然达不到目的值，ECU内会储存相应的缺点代码“怠速调整超出极限。此时实践的缺点缘由能够为：节气门因污物而被卡、空气滤清器阻塞、进气系统漏气、其

13、他机械缺点等，应根据实践情况进展排除，普通情况下，节气门因污物而被卡较为多见，此时清洗节气门体即可。. ECU的自学习记忆功能：发动机熄火后，ECU内部会记忆维持规定怠速所需求的节气门开度，以便下次起动后可以迅速稳定怠速。此功能可以确保发动机逐渐磨损后，其怠速依然维持不变。 应急运转功能：当ECU对怠速的控制失效时，应急弹簧可将节气门拉开至某一开度，从而使发动机维持在某一高怠速下继续运转。. 提示：在对节气门体进展清洗等维修作业或改换节气门体，或改换ECU后，ECU内部的记忆值与节气门的实践开度能够不一致，因此会呵斥怠速动摇景象。处理方法有以下两种。 方法一：起动发动机，反复踩几次加速踏板，并

14、使发动机怠速运转30min左右即可利用ECU的自学习记忆功能使怠速逐渐恢复稳定。 方法二：用缺点诊断仪的“自顺应匹配功能去除ECU内部的记忆值，并利用怠速节气门位置传感器信号重新记忆新的数据。.(2)“ 全电子节气门 近年来，许多车型上又出现了一种所谓的“全电子节气门，或称为“智能节气门。其全部开度范围都受发动机ECU的控制，如图7-14所示，主要任务特点是：用节气门控制电动机完全取代了节气门拉索，在加速踏板处另设一个加速踏板位置传感器，发动机ECU那么根据该传感器信号控制节气门控制电动机电流的大小和方向，从而控制节气门的开度，节气门的实践开度那么由节气门位置传感器反响给发动机ECU。. 丰田

15、公司“全电子节气门体的构造如图7-15所示，主要由节气门、节气门控制电动机、齿轮机构、节气门位置传感器、复位弹簧和其他部件构成。 当没有电流流向电动机时，复位弹簧使节气门开启到一个固定位置大约7，丰田卡罗拉为6，但是，在正常怠速期间，节气门的开度反而要小于这个固定位置。. “全电子节气门的控制方式如图7-16所示，在正常方式下，节气门开度随加速踏板转角变化，但略小于加速踏板转角，以确保汽车可以平稳行驶。 当按下雪地方式开关时，节气门开度会减小，以防止车辆在较滑路面上打滑；当按下动力方式开关时，节气门开度增大，对加速踏板转角的直接反响性加强，从而使发动机输出较强的动力。. 采用“全电子节气门时，

16、还可以实现如下控制功能。 扭矩激活控制功能：节气门开度小于或大于加速踏板转角，以确保汽车平稳加速。 如图7-17所示，当驾驶员忽然踩下加速踏板时，假设没有转矩激活控制功能，节气门开度与加速踏板转角同步，汽车加速度纵向力G会迅速升高，然后又逐渐下降，而有转矩激活控制功能时，节气门那么逐渐开启，使汽车加速度逐渐上升而得到平稳加速的效果。. 怠速控制功能：ECU经过控制节气门开度，使发动机坚持理想的怠速形状。 换挡减振控制：自动变速器换挡时，减小节气门开度，从而降低发动机转矩。 驱动防滑控制：驱动轮出现滑转景象时，减小节气门开度，从而降低发动机转矩。 车身动态控制功能：车辆高速转弯时，假设出现侧滑景

17、象，那么减小节气门开度，从而降低发动机功率。 巡航控制功能：发动机ECU直接控制节气门开度，实现巡航控制功能。.四 义务虚施 1.实训目的2.设备预备3.实训步骤4.实训要求.1.实训目的 可以进展各种怠速控制阀及其控制电路的检查。 可以进展群众车系怠速控制系统的检查。.2.设备预备 丰田5A-FE发动机台架一台或配该发动机的整车一辆；群众捷达汽车或其他采用“半电子节气门的汽车一辆；群众汽车公用缺点诊断仪V.A.G1551/1552一台；万用表一只；发动机舱护罩一套；“三件套一套；通用工具一套。.3.实训步骤1)转阀式怠速控制阀的检查2)步进电动机式怠速控制阀的检查3)“半电子节气门式怠速控制

18、系统的检查群众车系.1)转阀式怠速控制阀的检查(1)单线圈转阀式怠速控制阀新型的检查以丰田5A-FE发动机为例(2)双线圈转阀式怠速控制阀旧型的检查以丰田5A-FE发动机为例.(1)单线圈转阀式怠速控制阀新型的检查以丰田5A-FE发动机为例 拔下怠速控制阀衔接器，从节气门体上拆下怠速控制阀； 重新衔接怠速控制阀的衔接器； 接通点火开关，检查怠速控制阀的任务情况： 正常情况为：怠速控制阀在0.5s内，从半开到全关，再到全开，最后半开。. 假设怠速控制阀无动作，那么用万用表检查：怠速控制阀与ECU之间的线路；ECU的电源电路；ECU的搭铁电路。如都正常，那么改换怠速控制阀；改换怠速控制阀后依然无动

19、作，那么改换ECU。 提示：由于该怠速控制阀内部有一个IC电路，所以不能直接丈量线圈的电阻。 检查旁通气道有无污物阻塞情况，如有，那么进展清洁。.(2)双线圈转阀式怠速控制阀旧型的检查以丰田5A-FE发动机为例 拔下怠速控制阀衔接器，从节气门体上拆下怠速控制阀； 丈量怠速控制阀两个线圈的电阻：+B与ISC1 之间、+B与ISC2之间的电阻值都应该为1724.5。如不符合要求，那么改换怠速控制阀。 用万用表测怠速控制阀两个线圈的搭铁情况：测ISC1端子、ISC2端子与搭铁之间的电阻，应为无穷大。不符合要求，那么改换怠速控制阀。 分别向怠速控制阀的+B端子与ISC1端子之间、+B端子与ISC2端子

20、之间提供12V电压时间不超越1s，看怠速控制阀能否动作。如无动作，那么改换怠速控制阀。. 用万用表检查怠速控制阀衔接器线束侧ISC1端子、ISC2端子与ECU的线路衔接情况，如有断路，那么查找断点并进展维修。 用万用表测怠速控制阀衔接器线束侧ISC1端子、ISC2端子的搭铁情况：测ISC1端子、ISC2端子与搭铁之间的电阻，应为无穷大。如不符合要求，那么维修或改换线束。 检查ECU的电源电路、搭铁电路。 检查旁通气道有无污物阻塞情况，如有，那么进展清洁。假设以上情况都正常，但接上ECU后怠速控制阀依然不任务，那么改换ECU。.2)步进电动机式怠速控制阀的检查(1)根本检查(2)检查怠速控制阀的

21、电阻(3)检查怠速控制阀的运转(4)检查怠速控制阀的供电电压.(1)根本检查 起动发动机，然后再封锁发动机，听怠速控制阀能否有“咔嗒声进展起动位置设定时所发出的声音：有，那么怠速控制阀及其控制电路根本正常；无，那么怠速控制阀及其控制电路存在缺点。.(2)检查怠速控制阀的电阻 拔下怠速控制阀的衔接器，用万用表测步进电动机4个线圈的电阻值：B1与S1之间、B1与S3之间、B2与S2之间、B2与S4之间参见图7-12的电阻值均为1030丰田汽车。假设有一处不正常，那么改换怠速控制阀。.(3)检查怠速控制阀的运转 从节气门体上拆下怠速控制阀； 将蓄电池的正极接在怠速控制阀的B1端子和B2端子上如图7-

22、18所示； 按照S1S2S3S4的顺序将蓄电池的负极与各个线圈的端子相连，怠速控制阀应逐渐伸出；按照S4S3S2S1的顺序将蓄电池的负极与各个线圈的端子相连，怠速控制阀应逐渐缩入如图7-16所示。 假设不符合要求，那么改换怠速控制阀。.(4)检查怠速控制阀的供电电压 将点火开关转至“ON位置，用万用表测怠速控制阀衔接器中B1端子和B2端子的对地电压，应为12V，否那么检查主继电器与怠速控制阀衔接器B1端子和B2端子之间的线路参见图7-12。 假设以上情况都正常，但怠速控制阀依然不任务，那么改换ECU。.3)“半电子节气门式怠速控制系统的检查群众车系(1)检查怠速情况(2)对节气门与ECU进展匹

23、配(3)对怠速转速进展设定(4)ECU与防盗器的匹配(5)对ECU进展编码(6)对怠速稳定控制器进展检查.(1)检查怠速情况 将群众汽车公用缺点诊断仪V.A.G1551/1552与汽车16端子诊断衔接器相接诊断衔接器普通位于仪表台下方，部分汽车在选挡杆旁； 起动发动机并坚持怠速运转；. 向缺点诊断仪输入地址“01，进入发动机检测输入选择功能“08，进入读数据块功能输入组号“03，读根本数据，显示：. 其中，数据为发动机转速；数据为电源电压；数据为水温；数据为气温。 稳定怠速时，水温应大于80，怠速转速规范值应为80030r/min。. 假设怠速转速不在规范值范围内，那么按【C】键退出，输入组号

24、“20，读取任务形状数据，显示：. 其中，数据为空调开关的形状，“A/CLOW即“空调开关信号低，意思是没有开空调；数据为紧缩机形状，德文“Kompr.AUS即“紧缩机关。 读取该组数据的目的是确信空调及紧缩机处于封锁形状。. 假设怠速依然超出范围，那么按【C】键退出，输入组号“04，读取怠速稳定控制数据，显示：. 其中，数据为节气门开度；数据为怠速进气流量调整值(N挡位置) ；数据为怠速进气流量调整值(D挡位置) ；数据为任务形状阐明，德文“Leerlauf即“怠速。 由该组数据可以看出怠速的相关参数，以便于进展缺点判别，例如： 没有显示“Leerlauf，那么阐明怠速开关没有闭合，应该检查

25、怠速开关； 怠速进气流量调整值的规范值为-1.7+1.7g/s。小于-1.7g/s，那么阐明进气系统有走漏；大于+1.7g/s，那么阐明发动机有额外负荷例如：大灯等大用电设备任务或进气系统有阻塞。. 怠速时节气门开度的规范值为05 ，假设不在规范值范围内，应检查节气门与ECU的匹配情况，按【C】键退出，输入组号“05，读取怠速匹配数据，显示：. 其中，数据为发动机转速实践值；数据为发动机转速目的值；数据为怠速调整量正常值为-10+10；数据为进气流量。 怠速转速应为80030r/min。假设怠速转速过低，能够的缘由有：发动机负荷过大；节气门与ECU不匹配；怠速稳定控制器损坏。假设怠速转速过高，

26、能够的缘由有：进气系统漏气；节气门与ECU不匹配；怠速稳定控制器损坏；活性炭罐电磁阀常开。.(2)对节气门与ECU进展匹配 节气门实践位置与ECU内部记忆值不匹配时，发动机怠速能够会不稳、过高或过低，此时，需求对节气门与ECU进展匹配。操作方法如下： 将V.A.G1551/1552与汽车16端子诊断衔接器相接； 接通点火开关，但不起动发动机；. 向缺点诊断仪输入地址“01，进入发动机检测输入选择功能“04，进入“根本调整功能输入组号“98有些车型为60按“确认键后自动开场进展节气门与ECU的匹配，整个过程大约需求10s ：. 发动机ECU去除原记忆值，并驱动节气门由最小怠速开度至最大怠速开度运

27、转一个循环，同时利用怠速节气门位置传感器的信号记忆最大、最小以及中间5个开度值，随后在起动位置停留片刻，最后封锁，同时缺点诊断仪显示“根本调整终了。此时，按“C键退出，断开点火开关，从16端子诊断衔接器上拆下缺点诊断仪衔接器即可。. 提示：假设在匹配的过程中发生自动中断景象，能够的缘由为：节气门太脏；油门拉索调整不当；电池电压过低；怠速稳定控制器损坏或电机线路缺点。 匹配中断后，ECU内部会储存缺点代码“17967或“17972，下一次接通点火开关时会自动再次进展匹配。.(3)对怠速转速进展设定 当需求对怠速转速的目的值进展微量调整时，可在发动机起动后，用群众汽车公用缺点诊断仪V.A.G155

28、1/1552输入地址“01，进入发动机检测输入选择功能“09，进入“自顺应匹配功能输入组号“01，然后按“或“键来增大或减小设定的转速值，但调整量有限。 该项操作的条件是：ECU内没有储存缺点代码，且水温正常，没有开空调等附属设备。.(4)ECU与防盗器的匹配 改换ECU后特别是其他车用过的ECU，往往需求将ECU与汽车防盗器进展匹配，否那么，由于防盗器起作用而使发动机能够无法起动，为此，需求对ECU进展防盗匹配。 方法是：衔接V.A.G1551/1552，接通点火开关但不起动发动机，用V.A.G1551/1552进入防盗系统有些车型的防盗系统由仪表盘系统进入，选择“自顺应匹配功能，输入组号“

29、00，然后按“确认键，屏幕会显示“能否去除知数据？，选择“是，然后按“确认键即可。.(5)对ECU进展编码 由于同一型号的ECU可以用于不同配置的车型，改换ECU后，还必需对ECU进展编码，以启用ECU中适宜本车型配置的任务程序，否那么，由于任务程序不当，能够会引起发动机运转严重不良，甚至根本无法起动发动机。 对ECU进展编码的条件是必需采用合法钥匙。编码方法如下：. 衔接V.A.G1551/1552，接通点火开关但不起动发动机，用V.A.G1551/1552 进入发动机系统，选择“控制单元编码功能，按“确认键后，按“键、“键、“键、“键来对5 位数的代码进展编码。 例如：帕萨特汽车发动机EC

30、U 代码“04051，其中，“04代表EURO 排放规范；中间的“0 代表无驱动防滑控制的前轮驱动汽车；“5代表采用01V型自动变速器；“1代表车辆型号为B 级帕萨特。. 其他车型的发动机ECU代码可查阅相关的维修手册。在改换ECU之前，建议用V.A.G1551/1552 的“读取控制单元代码功能先读取旧ECU的代码，以便换新后用读取的代码对新ECU进展编码，这样一来，就可以不用查阅维修手册了。.(6)对怠速稳定控制器进展检查 群众汽车怠速稳定控制器上衔接器各端子的位置如图7-19所示。在进展上述检查的过程中，假设发现怠速稳定控制器存在问题，那么需求对怠速稳定控制器进展单独检查。检查的内容包括如下几个方面：. 测怠速稳定控制器衔接器的1端子与2端子之间能否有断路即怠速电动机能否断路？ 测怠速稳定控制器衔接器的3端子与7端子之间的导通情况即怠速开关的任务情况，并开/关节气门。在节气门开/关变化时，3端子与7端子之间应随之发生通/断变化。. 测怠速稳定控制器衔接器的4端子与5端子、4端子与8端子之间的电阻，应随节气门开度的变化而变化。 测怠速稳定控制器衔接器的7端子