本科论文汽车发动机怠速不稳的原因与排除

1、江暴大学JIANGSUUNIVERSITY本科毕业论文汽车发动机怠速不稳的原因与排除Reasonandremovalofgasolineengineidlespeedinstability学院名称：继续教育学院专业班级：09检测技师学生姓名：袁领水指导教师姓名：方明指导教师职称：讲师 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第一章怠速控制原理和控制过程1 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 传感器1 HYPERLINK l bookmark14 o Current Docum

2、ent 执行器2 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 发动机控制模块(ECU)2 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 控制原理2 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 第二章发动机怠速故障排除实例3 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 怠速开关不闭合3 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 怠速控制阀有故障4 HYPERLINK l bookmark26 o C

3、urrent Document 进气管漏气4 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 4配气相位错误4 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 5喷油器滴漏或堵塞5 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 6排气系统堵塞5 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 怠速工况时EGR阀开启6第三章尼桑发动机怠速不稳的案例 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 案列6尼桑蓝鸟的怠速

4、不稳的原因.第四章发动机怠速的控制措施 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 1发动机怠速控制9 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 2怠速控制系统的功能10发动机启动时的怠速控制功能10发动机升温期间的怠速控制10发动机升温结束后的怠速控制10发动机怠速控制执行器ISCV11汽车发动机怠速不稳的原因与排除专业班级：09检测技师学生姓名：袁领水指导教师：方明职称：讲师摘要本文叙述了发动机怠速不稳的问题：常见的发动机怠速不稳、怠速不稳的原因、发动机怠速不稳的特点、发动机怠速工况故障排除；举例说明了发动机

5、怠速不稳的特点及其原因还有一些检测和排除故障的方法。汽动机怠速不稳是汽车使用中常见的故障之一。尽管现在大多数的轿车都有故障自诊断系统，但也会出现汽车有故障而自诊断系统却显示正常代码或显示与故障无关的代码的情况。这通常是由不受电控单元（ECU）直接控制的执行装置发生故障或传统机械故障造成的。关键词：怠速不稳故障分析故障排除ReasonandremovalofgasolineengineidlespeedinstabilityAbstractThispaperdescribestheengineidlinginstabilityproblems:commonengineidlinginstabil

6、ity,unstableidlespeedreasons,theengineidlespeedinstabilitycharacteristics,engineidlingtroubleshooting;illustratesthecharacteristicsandcausesofengineidlinginstabilityandsometestingandtroubleshootingmethod.(ElectricHydraulicPowerSteering,theabbreviationEPS),eventuallywilltransitiontothewirecontrolStee

7、ringsystem。Steammotiveidlinginstabilityisoneofthecommonusedinautomobilefault.Althoughmostofthecarsareafaultself-diagnosissystem,butalsocanappeartheautomobilefailureandself-diagnosissystemshowednormalcodeordisplayandfaultindependentcode.Thisisusuallydonebynotbytheelectroniccontrolunit(ECU)executivede

8、vicedirectlycontrolledbyfaultsortraditionalmechanicalfailure.Keywords:Idlinginstabilityfaultanalysisfailurerecovery引言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，并且保持最低转速稳定运转的工况，在汽车使用中，发动机怠速运转的时间约占30%，怠速转速的高低直接影响燃油消耗和排放污染。然而，在我国汽修行业中，怠速工况是故障率及怠速控制有关的各种故障率远大于其他工况的故障率。这种故障千奇百怪，造成这种故障的原因也是多种多样，怠速控制中的问题确实给我们汽车维修人员带来不

9、小的麻烦，如何对待，如何分析，如何检测和排除怠速控制中所发生的各种故障，应该是我们维修人员值得总结和探讨，研究和交流的一个重要的课题。第一章怠速控制原理和控制过程所谓怠速,是指发动机在无负荷（对外无功率输出）的情况下的稳定运转状态。怠速控制目的:用高怠速实现发动机启动后的快速暖机过程;自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。发动机的怠速不稳,主要是控制发动机怠速的某些元件出现故障引起,转速忽高忽低,发动机产生振动。加速不良是指车辆在行驶时,提速困难,加速不畅,发动机不能按车辆行驶的需要正常完成各类工况。现在我们先分析其组成及工作原理。传感器主要有检测发动机转速大小的曲轴位置传感器、检测发动机是

10、否处于怠速运行状态的节气门位置传感器、检测发动机冷却液温度高低的冷却液温度传感器、检测发动机是否处于启动工况的启动开关信号、检测空调压缩机是否处于工作状态的空调开关信号、检测变速器是否有载荷加在发动机上的空档启动开关信号、检测动力转向系统是否起作用的动力转向开关信号、检测发电机负荷变化的发电机负荷信号以及检测车速的车速传感器信号。执行器怠速空气控制阀.控制怠速时进气量的大小。发动机控制模块（ECU）ECU根据从各个传感器输入的信号，把发动机的实际转速与根据各个传感器输入的信号所决定的目标转速进行比较，根据比较得出的差值，确定相当于目标转速的控制量，去驱动怠速空气控制机构，即怠速空气控制阀，使发

11、动机怠速转速保持在目标转速。ECU艮据节气门全关信号，来判断发动机是否处于怠速状态，然后根据发动机冷却水温传感器来调整，从而保证发动机转速稳定地运转。根据有关传感器信号ECU空制怠速控制阀，使发动机在不同怠速工况时都处在最佳转速下稳定运转。如图一：llnet行尊，出中BVW-楷步H一一学*S#卓迪西胜也*”1年瞥通Xfl=#*tST-珀号，/!也.3.辞工卜tm”.力魄|.由*式tf安熟卜苗情峰图一：电喷发动机怠速系统控制原理图1.4控制原理发动机怠速转速控制的实质是对怠速进气量的控制。(1)起动设定。发动机停机没有发动机转速信号传至ECU寸，怠速控制阀全开以改善发动机再次起动时的起动性能。为

12、了使怠速控制阀的设定适于发动机下次起动，即使在点火开关断开后，还必须供电给ECUffi怠速控制阀。因此，为了保持主继电器接通，ECU继续输出12V电压，直至怠速控制阀被设定为止。设定一旦完成,怠速控制阀就切断流往继电器的电流。起动控制。由于怠速控制阀事先设定在全开位置,起动中通过怠速控制阀的空气量是最大,这使发动机易起动。但是发动机起动后,如果怠速控制阀仍然保持全开位置发动机转速就会升得太高。所以,当发动机在起动中或起动后达到一定的转速这一转速是由冷却水温传感器信号来确定,ECU就开始输出信号给怠速控制阀,使其从全开位置闭合至接近由冷却液温度确定这一点。控制相关信号有发动机转速、冷却液温度、节

13、气门位置传感器等。暖机快怠速控制。当冷却温度升高时,怠速控制阀从起动中闭合那一点继续逐渐闭合。当冷却液温度达到80时,怠速控制阀将快怠速控制终止。第二章发动机怠速故障排除实例发动机怠速不稳是汽车常见的故障之一。尽管现在大多数轿车都有故障自诊断系统，但也会出现汽车有故障而自诊断系统却显示正常故障代码或显示与故障无关代码的情况。这通常是由不受电控单元(ECU直接控制的执行装置发生故障或传统机械故障造成的。下面列举电喷发动机怠速不稳常见的故障原因及其诊断与排除方法。怠速开关不闭合故障分析怠速触点断开，ECU判定发动机处于部分负荷状态，此时ECU根据空气流量传感器和曲轴位置、转速信号确定喷油量和喷油时

14、间。而此时发动机却是在怠速工况下工作，进气量较少，造成混合气过浓，转速上升。当ECU收到氧传感器反馈的混合气过浓信号后，减少喷油量，增加怠速控制阀的开度，又造成混合气过稀，使转速下降；当ECUt到氧传感器反馈的混合气过稀信号时，又增加喷油量，减小怠速控制阀的开度，又造成混合气过浓，使转速上升。如此反复，使发动机怠速不稳。在怠速工况时开空调，转动转向盘，开照灯均会增加发动机的负荷，为了防止发动机因负荷增大而熄火，ECU增大供油量来维持发动机的平衡运转。怠速触点断开，ECIM为发动机不是处于怠速工况，就不会增大供油量，因而转速没有提升。诊断方法怠速时开空调和转动转向盘，若发动机怠速转速不升高，则证

15、明怠速开关不闭合。故障排除调整或更换节气门位置传感器。怠速控制阀有故障故障分析电喷发动机的正常怠速是通过怠速控制阀（ISC）来保证的。ECU根据发动机转速、温度、节气门开关及空调开关等信号，经过运算对怠速控制阀开大进气旁通道或直接加大节气门的开度，使进气量增加，以提高发动机怠速转速；当怠速转速高于设定转速时，ECU指令怠速控制阀关小进气旁通道，使进气量减少，降低发动机转速。由油污、积炭造成的怠速控制阀动作发卡或节气门关闭不到位等会使ECUTC法对发动机进行正确的怠速调节，造成怠速不稳。诊断方法检查怠速控制阀的动作声音，若无动作声音，则怠速控制阀有故障。故障排除清洗或更换怠速控制阀，并用专用解码

16、器对怠速进行基本设定。进气管漏气故障分析由发动机的怠速控制原理可知，在正常情况下，怠速控制阀的开度与进气量严格遵循某种函数关系，即怠速控制阀开度增大，进气量相应增加。进气管漏气，使进气量与怠速控制阀的开度不严格遵循原函数关系，空气流量传感器无法测出真实的进气量，造成ECUM进气量控制不准确，导致发动机怠速不稳。诊断方法若听见进气管有泄漏的“哧哧”声，则证明进气系统漏气。故障排除查找泄漏处，重新进行密封或更换相关部件。4配气相位错误故障分析对于使用质量流量型空气流量传感器的车型，此种传感器采用了恒温差控制电路来实现对空气流量的检测。其控制电路是由发热元件、温度裣电阴、精密电阻和取样电阻组成的桥式

17、电路。当空气气流流经发热元件使其受到冷却时，发热元件温度降低，阻值减小，电桥电压失去平衡，控制电路将增大供给性质元件的电流，使其与温度裣电阻的温度差保持一定。电流增量的大小，取决于性质元件受到冷却的程度，即取决于渡过空气流量传感器的空气量。当电流增大时，取样电阻上的电压就会升高，从而将空气流量的变化转化为输出给ECU的电压信号，ECU艮据此信号设定基本喷油量。配气相位的错误会使气门不按规定时刻开闭，致使进入气缸内的空气量减少，同时由于窜气也使进气歧管内的温度有所升高，从而使性质元件的冷却程度降低，因而输出给ECU勺电压信号就低，喷油量就会减少，容易造成发动机在怠速时运转不稳，出现抖动。对于采用

18、D型燃油喷射系统的车型，进气歧管绝对压力传感器将进所歧管的压力（/Px）信号转化为电压信号输出给ECUECLK出指令使喷油器喷油。因此，Px是ECUft定喷油量的依据。配气相位错误会使，Px超出标准且出现波动，引起喷油量波动，使发动机怠速不稳。诊断方法检查气缸压力、/Px和正时标记，若气缸压力或，Px不在标准值范围内而且正时标记不正确，则可判断发生了配气相位错误。故障排除检查正时标记，按照标准重新调整配气相位。2.5喷油器滴漏或堵塞故障分析喷油器滴漏或堵塞，使其无法按照ECU勺指令进行喷油，从而造成混合气过浓或过稀，使个别气缸工作不良，导致发动机怠速不稳。喷油器的堵塞引起的混合气过稀，还会使氧

19、传感器产生低电位信号，ECU根据此信号发出加浓混合气的指令，在指令超出调控极限时，ECU误认为氧传感器存在故障，并记忆故障代码。诊断方法用听诊器检查喷油器是否发出“咔叽咔叽”动作声或测量喷油器的喷油量。若喷油器无动作声或喷油量超出标准，则喷油器有故障。故障排除清洗、检查每个喷油器的喷油量并确认无堵塞、滴漏现象。2.6排气系统堵塞故障分析当三效催化转化器内部因积炭、破碎等原因造成局部堵塞时，就会加大排气阻力，使进气管负压降低，造成发动机排气不畅、进气不充分，致使发动机工作性能变差，怠速发抖，可能还会造成ECUE忆关于空气流量传感器的故障代码。若该故障长时间不排除，将使氧传感器长期在恶劣条件下工作

20、，加速氧传感器的损坏，造成发动机故障指示灯亮。诊断方法利用真空表对，Px进行检测，若，Px较低且加速时常常伴有发闷的声音，则可确定三效催化转化器堵塞。故障排除更换三效催化转化器。2.7怠速工况时EGR阀开启故障分析：EGR阀只有在发动机中小负荷时才开启，EGR勺作用是一部分废气进入燃烧室，降低燃烧室内的温度，减少Nox的排放。但过多的废气参与燃烧，会影响混合气的着火性能，从而影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速、低速和小负荷等工况时(这时ECU空制废气不参与燃烧，避免发动机性能受影响)。若EGR阀在发动机怠速时开启，使废气进入燃烧室参与燃烧，燃烧就变得不稳定，有时甚至失火。诊断方法：拆下EG

21、FRflo把废气再循环通道堵死，故障现象消失即为此故障。故障排除：此故障大多是由于EGR阀被积炭卡死在常开位置所造成的，消除EGR阀上的积炭或更换EGR阀，故障即可排除。第三章尼桑发动机怠速不稳的案例案列一辆尼桑公爵王Y30轿车，装备VG20(E)V型6缸电控汽油喷射发动机，怠速和中速运转时，发动机水温正常，高速行驶时突然熄火，再也无法起动故障检修：经检查发现，进水室的一根细水管爆裂，拧开水箱盖，发现散热器内生锈堵塞。更换细水管后往里加水，水从排气管经消声器流出来。拆下左侧缸盖，发现缸盖平画水道己烧裂，曲轴无法摇转。分解发动机，发现气缸壁严重拉伤，故决定进行发动机大修作业。对发动机进行锺缸，更

22、换左侧缸盖、曲轴瓦、连杆瓦，用砂纸打磨曲轴，然后重新装配，仍无法起动，有时出现曲轴反转和点火过早现象。根据故障现象，发动机难起动的原因可能有以下几种:点火正时不准确；汽油压力及供油系统不良；气缸压力低。首先检查点火系统，查看分电器盖内触点，确认点火顺序正确，火花塞跳火正常测量喷油压力为274kPa，正常，且喷油雾化良好。检查气缸压力，低于392kPa，不正常。打开气门室盖，发现缸内不上机油，检查缸盖上油孔畅通，拔出机油尺发现没有一滴机油。再拆下油底壳放油螺塞，先流出来的是水，然后才是机油，检查机油泵不泵油反而泄油。公爵王Y30轿车发动机配气机构采用气门液压挺杆作为传动件，挺杆底面与凸轮接触，柱

23、体与气门短摇臂接触，长摇臂与气门杆头部接触。如果没有足够的机油压力，液压挺杆就不能被顶起，气门也就无法适时地打开和关闭，随之造成气缸漏气，使气缸压力过低，因此发动机无法起动。油压过低故障只能通过更换机油泵才能解决。接着做发动机水压试验，发现右侧缸盖凸轮轴下方有几道裂纹往上冒水。将缸内的水清除，生锈的地方用砂纸打磨干净，洗净后涂上机油。装上新缸盖和正时皮带，却不能摇转曲轴。拆下油底壳，用手可以摇动轴瓦盖，拆下轴瓦盖，向上推连杆却无法推动，再查看各气缸，均有不同程度的锈蚀。拆下火花塞，往气缸里喷除锈剂，并灌扎油漫泡，重新装好后再试车，还是无法起动。再次测量气缸压力:右侧一、三、五缸匀为980kPa

24、，左侧二、四、六缸分别为676kpa、960kpa、500kpa。仔细检查配气相位没有错误，拆下二缸火花塞，二缸活塞处于上止点。关闭进、排气门，将一根气缸压力丧测试管拧入火花塞口，接上气管往里吹高压空气，发现缸盖泄油孔往上窜气。取来旧气缸垫压在气缸盖上，当垫与缸盖压紧时，火花塞方向吹来的气能越过活塞环进入曲轴箱再上窜至缸盖泄油孔，原因是活塞环密封不严漏气，使气缸压力降低。拆下油底壳，抽出左侧3个缸的活塞，6道气环全部锈死。考虑到右侧缸盖在做水压试验时进过水，可能也存在上述故障，拆下右侧缸盖，抽出3个缸的活塞，活塞上的6道气环果然也生锈卡死，在环槽内无法转动。取出生锈卡死的活塞环，换上一组新活塞

25、环，重新装配后还是无法着车，但直接向进气室喷化油器清洗剂，有着车的迹象。这种化油器清洗剂雾化能力强，能清除油泥杂质，比汽油更易燃烧，这一迹象说明油箱里的汽油质量有问题。拆下油箱里的电动油泵，放出存留在油管里的旧汽油，将油泵放入盛满新汽油的桶中，还是无法着车。拆下全部火花塞，在6根分火线上试火，有一根高压分火线火花弱，确定是断路故障。更换这根高压分火线，查看火花塞电极上有水珠，用高压气管吹净火花塞电极上的水珠和气缸里的油水混合物，装上火花塞再试车，终于起动着车。造成活塞环气环与活塞环槽内生锈卡死以及发动机无法起动，原来都是由于含有水分的变质汽油所致。这种汽油喷入气缸后，不仅不易燃烧，使发动机无法

26、起动，时间一长，还会使缸筒内生锈，腐蚀气门与导管、气缸套、活塞与活塞环，后患无穷。作为驾修人员，对此确实应当引起高度重视。尼桑蓝鸟的怠速不稳的原因故障检修：打开发动机室罩盖，发现发动机有些振动。发动机转速在2000r/min时喘息。只要能解决喘息问题，怠速不稳定的问题自然也解决了。把解决喘息问题作为主攻目标，开始诊断作业。首先使用示波观察仪检查点火系统，结果确认点火系统没有问题。接着检查节气门开关，发现怠速接点没有接通，调整怠速开关位置，使怠速接点能够接通，发动机喘息症状即消失。但怠速时发动机依然产生“喀嗒、喀嗒”的声音。用铅笔推压空气流量表的翼板，异音消失，但排气中CO的浓度过低。考虑应该增

27、加排气中CO的浓度，试着调整怠速调整螺丝，即使把怠速调整螺丝调到底，排气中CO的浓度仍不能上升。接着调查燃油压力、水温传感器输出信号电压以及进、排气阀间隙，都没有异常。把空气流量表拆下来进行单体检查，结果证明这个零件没有问题。按常理推断，一定是某一处漏气。把这里、那里可能进气的小孔都堵上，可是发动机运转状态仍没有变化。把发动机停下来，觉得还是某处漏进了气。决定变换一下检查方法。把与真空有关的管子都扭一下，在持拉时发动机运转状态发生变化，难道是这里吗?再进行一次相同的操作，突然发出像吹哨一般的声音，发动机“轰”地一声停了下来。还是这根管子的问题。沿着这根管子查找，管子接在加速冲击控制阀上。加速冲

28、击控制阀装在过滤罐上。仔细一看，加速冲击控制阀（如图1所示）的上盖并没按要求好好嵌入，而是浮在上面。用手一推，“啪”地一声嵌合了。然后再起动发动机，这次发动机运转非常稳定。松开COM整螺丝，调整到CO浓度为3%勺点上。修理作业结束。加速冲击控制阀盖浮搁着，这个阀盖不能有效地密封的话，加速冲击控制阀的进气口就不能关闭。任何工况，包括怠速运转，大气都会通过加速冲击控制阀的进口进入进气歧管，导致可燃混合气空燃比过度稀薄，当然排气中CO的浓度也过低。第四章发动机怠速的控制措施汽油发动机是靠驾驶员通过加速踏板操纵节气门，利用调节吸入空气量的方法来控制发动机输出功率的，发动机怠速运转时，节气门处于全关闭状

29、态，空气通过节气门缝隙及旁通节气门的怠速调节通路进入发动机。发动机利用这些空气配合成混合气进燃烧，产生的输出扭矩与发动机本身摩擦力矩相平衡，使发动机在怠速下稳定运转，当发动机的摩擦力矩产生变化时，或者悬浮在空气中的细小灰尘附着在节气门隙处引起空气量变化时，怠速运转转速都会发生变化。如果怠速运转转速下降，将引起发动机运转不稳，或者引起启动时发动机熄火，反之，如果怠速运转转速升高，则使怠速燃料消耗增加。为了防止发生这些问题，发动机控制系统具有维持怠速运转的机能，也就是能实现怠速控制，而且这种控制是必要的。41发动机怠速控制发动机怠速工况是指发动机运行中，节气门开度最小，汽车处于空档，发动机只带附件

30、而维持最低转速的稳定工况。怠速工况是汽车发动机常见的工况之一，所以，怠速控制是汽车发动机控制的一个重要环节。怠速转速越高，发动机工作越稳定，油耗也就越高。由于工作稳定，每一循环的排放污染量下降，但由于转速高，所以在一定时间内排出的有害物质总量的下降程度很小。所以为了降低怠速工况时发动机有害物质的排放量，提高汽车使用过程的经济性，并使汽车发动机在怠速工况时在低而稳定的转速下运行，必须对发动机的怠速工况加以控制。当车内空调开启时，该控制系统还能提高怠速运转时的发动机转速，以适应空调压缩机转速的要求。2怠速控制系统的功能发动机怠速控制方法采用怠速控制阀（ISCV）控制节气门旁路中的空气流量，使发动机

31、怠速运转总是处于最佳的转速下。在发动机怠速控制系统中需要接收各相关传感器所发出的信号，并采用一台步进电机。发动机启动时的怠速控制功能当发动机启动时，由于节气门关闭，空气进入量很小，为了使发动机启动容易，该怠速控制功能可使旁通空气量达到最大，以改善发动机的启动性能。在发动机启动后，电子控制单元根据冷却水温度对进气量进行调节，使发动机怠速运转得以稳定，并受到控制。发动机启动时怠速控制阀开启程度的大小与发动机冷却水温度之间的关系。发动机升温期间的怠速控制当发动机启动后的升温期间，怠速控制系统将进气量逐渐地调整到由冷却水温度所决定的进气量水平，使发动机处于最佳的怠速运转状态。发动机升温结束后的怠速控制

32、发动机升温结束后，怠速控制系统通过接收各传感器的输出信号，来检测发动机的负荷情况。怠速控制系统所接收的信号包括自动变速器空档信号，此信号用来标明当前变速档所处的位置，以及空调器是否处于开启的信号。然后根据这些条件，怠速控制系统计算出一个最佳的怠速运转速度，并根据发动机实际转速与计算所得的最佳怠速转速之间的差别进行反馈控制，使进气量发生改变，逐渐缩小这一转速差别，直到发动机怠速转数达到计算所得的最佳值。当变速器挂档或开启空调使发动机的负荷突然改变时，有可能使发动机熄火。为了防止这种由于发动机负荷突然改变导致发动机熄火的现象，在实际所需的负荷加载到发动机之前，这类使发动机负荷发生变化的信号已输入怠速控制系统，使怠速控制阀（ISCV）立即动作，以确保发动机怠速运转能够稳定而不熄火。发动机怠速控制执行器ISCV怠速运行时空气流量的调节是根据怠速电子控制单元发出的脉冲信号数目，使步进电机的转子转动，启闭阀门以达到控制进气量的目的。步进电机的转子轴向固定，当转子转动时转子中心的螺杆上下移动带动阀门，使空气的流通面积发生变化，从而达到调节进气量的目的怠速控制阀由点火开关供电，只要点火开关转至ON位置，怠速控制阀即通电，发动机电脑