项目4单元1发动机辅助控制系统-怠速控制

项目四发动机辅助控制系统【情境导入】技术经理让你检查一辆2017款帕萨特尊雅版轿车，说是发动机辅助系统发生了故障，入厂进行维修。辅助控制系统有好多子系统组成，你都知道吗？单元一怠速控制怠速--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能保持最低转速的稳定运转工况。汽车在交通密度大的城市道路上行驶时，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。但怠速转速过低，会使发动机排放增加、发动机运转不稳甚至熄火。发动机冷车运转、空调、电器负荷、自动变速器、动力转向伺服机构等因素的介入，都会引起怠速转速变化。怠速控制系统的组成由传感器、ECU和执行机构组成传感器将发动机的运转工况和负载设备的工作状况信息传送给ECU，ECU根据其信息所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比较，再根据其差值确定相应的控制量，驱动控制空气量的执行机构动作。即通过执行机构控制怠速旁通空气量进行控制，从而控制发动机怠速运转。怠速控制包括启动后控制、暖机过程控制、负荷变化控制、减速控制等。怠速喷油量的控制由燃油喷射控制系统根据与空气量相匹配的原则进行增减，以达到目标空燃比。怠速空气量控制由两种基本类型，即直接控制节气门关闭位置的节气门直动式和旁通空气式。一、节气门直动式怠速控制装置

直接控制节气门开启程度，调节节气门处空气流通截面，达到控制进气量，实现怠速控制的目的。常用在单点喷射系统中组成：直流电机、减速齿轮、丝杠等部件1-节气门操纵臂2-怠速控制器3-节气门体4-喷油器5-燃油压力调节器6-节气门7-防转六角孔8-弹簧9-直流电动机10、11、13-齿轮12-传动轴14-丝杠一、节气门直动式怠速控制装置怠速执行机构的转动轴与节气门操纵臂的全闭限制器相接触。当ECU控制直流电机通电时，电磁力矩通过减速齿轮被增大，再通过丝杠机构将角位移转换为传动轴的直流运动。通过传动轴的旋入或旋出，调节节气门全闭限制位置，达到调节节气门处空气流通截面，进而实现怠速运转控制的目的。二、旁通空气式怠速控制装置

在节气门旁通空气道内设立一个阀门。阀门开大，旁通空气道流通截面增大，空气流量增大，则怠速转速提高；反之，则怠速转速降低。1.真空控制式怠速控制装置

由旁通空气控制阀和真空控制阀组成，并通过ECU控制。旁通空气阀通过控制旁通空气道的流通截面，来改变怠速时旁通空气通道的空气流量，由此改变发动机的怠速转速。控制膜片室的真空度（负压），即可改变阀门的开启程度，进而控制旁通通道的空气流量。ECU是通过控制脉冲的占空比来控制电磁线圈的通电相对时间，进而控制通往ACC阀膜片室的真空度，达到控制怠速转速的目的。占空比越大，电磁阀打开的相对时间越长，结果通往空气旁通阀膜片室的真空度越小，从而使旁通空气阀开启高度增大，致使怠速时旁通空气道中的空气流量增加。占空比越大，怠速转速越高；反之，怠速转速降低。2.步进电动机控制式怠速控制装置

组成：步进电动机式怠速控制阀、传感器和ECU组成ECU可根据传感器的输出信号判断发动机的运行状况，进而控制怠速控制阀的动作，使发动机以目标怠速转速运行(1)步进电动机式怠速控制阀

怠速控制阀组成：永久磁铁构成的转子、激磁线圈构成的定子和将旋转运动变成直线运动的进给丝杆机构及阀门步进电动机和怠速控制阀做成一体，装在进气总管内，步进电动机顺时针或逆时针旋转，可使阀芯产生轴向移动，以此改变阀门的开启高度，调节流过节气门旁通通道的空气量爪极的瞬时极性由相线绕组控制电路控制，并通过控制四个线圈绕组的通电相序即可改变步进电动机旋转方向，实现阀门开启高度的控制。(2)怠速控制原理

确认发动机处于怠速状态→确定相应的目标转速。一般在正常的情况下，多采用发动机怠速反馈控制，将发动机的实际转速与目标转速进行比较，根据比较得出的差值确定相对于目标转速的控制量（步数），然后驱动步进电动机。(2)怠速控制原理

ECU按相序使功率VT1～VT4依次导通；分别给步进电动机定子线圈供电，驱动步进电动机转子旋转，带动前段的阀门轴向移动，以此改变阀门开启高度，调节旁通空气流量，使发动机怠速达到所要求的目标转速。步进电动机式怠速控制阀控制以下内容：

启动初始位置的确定启动控制暖机控制反馈控制发动机负荷变化的预控制电器负载增多时的怠速控制学习控制3.旋转滑阀式怠速控制装置

组成：电磁线圈控制的旋转滑阀式怠速调整装置、传感器及ECU。控制原理：ECU根据传感器的输出信号来判断发动机的怠速运行状况，进而控制怠速旋转滑阀的动作，使发动机保持在最佳怠速转速。（1）旋转滑阀式怠速调整装置

组成：永久磁铁、电枢、旋转滑阀、螺旋回旋弹簧、电刷等工作过程：滑阀固装在电枢轴上，与电枢轴一起转动，用以向电磁线圈L1和L2提供磁场电流。永久磁铁固定在外壳上，其间形成磁场。电枢位于永久磁场中，电枢的铁心上绕有两组相反的电磁线圈。线圈L1通电时，电枢带动滑阀顺时针偏转；线圈L2通电时，电枢带动滑阀逆时针偏转。（1）旋转滑阀式怠速调整装置

原理：ECU根据各传感器的输入信号采用占空比控制方式控制线圈L1和L2导通与截止，进而控制电枢轴（滑阀）的偏转角，以此改变旁通空气量，调整发动机的怠速转速。ECU通过控制脉冲信号的占空比即可改变滑阀的偏转角，以此改变怠速时的空气量。（2）怠速控制原理

在整个怠速范围内，ECU根据冷却液温度传感器等输入的信号，确定发动机所处怠速工况的占空比，对怠速转速进行控制。包括以下控制：启动控制暖机控制反馈控制发动机负荷变化时的预控制学习控制怠速控制典型故障及解析：

一辆汽车来到4S店，女车主反应怠速不稳，尤其在等红绿灯时，转速表忽高忽低，与女车主交流，每天用车上下班2-3公里，车辆已行驶4万公里，再到4S店前已在路边店做过维修，路边店怀疑节气门脏，打吊瓶（免拆）清洗了节气门。清洗完故障消失了两天，后