發(fā)動機怠速閥故障檢修課件

1、發(fā)動機怠速閥故障檢修12345任務(wù)載體學(xué)習(xí)要求理論知識實踐技能案例分析6學(xué)習(xí)小結(jié)學(xué)習(xí)導(dǎo)航7自主學(xué)習(xí)作用結(jié)構(gòu)、原理怠速不穩(wěn)、排污超標(biāo)，故障燈亮（怠速過高，油耗高）怠速控制閥失效,更換，故障排除一汽豐田威馳轎車，豐田8A-FE電噴發(fā)動機技能一：故障分析技能二：檢修方法任務(wù)載體故障檢修實踐作用類型結(jié)構(gòu)原理特性理論1.掌握怠速控制系統(tǒng)故障分析及檢修方法。2.掌握各種型式怠速控制閥的結(jié)構(gòu)和工作原理。學(xué)習(xí)要求3.1.1 作用3.1.2 類型3.1.3 結(jié)構(gòu)與原理3.1.4 特性理論知識實現(xiàn)發(fā)動機起動后的快速暖機過程；自動維持發(fā)動機怠速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，即在保證發(fā)動機排放要求且運轉(zhuǎn)穩(wěn)定的前提下，盡量使發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)

2、速保持最低，以降低怠速時的燃油消耗量。 3.1.1作用3.1.2類型旁通空氣式。采用這種方式的系統(tǒng)在怠速時節(jié)氣門完全關(guān)閉。怠速空氣通過一條跨接在節(jié)氣門兩端的怠速通道流入氣缸。怠速通道中裝有一個不同類型的怠速空氣控制閥。 3.1.2類型節(jié)氣門直動式。采用這種方式的系統(tǒng)沒有跨接在節(jié)氣門兩端的怠速通道。怠速時，油門踏板雖然完全松開，但節(jié)氣門并不完全關(guān)閉，而是仍通過它提供怠速空氣 。怠速控制系統(tǒng)的組成以旁通空氣式怠速控制系統(tǒng)為例，主要由傳感器、ECU和執(zhí)行元件三部分組成 。傳感器的功用是檢測發(fā)動機的運行工況和負載設(shè)備的工作狀況，ECU則根據(jù)各種傳感器的輸人信號確定一個怠速運轉(zhuǎn)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并與實際轉(zhuǎn)速進

3、行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制執(zhí)行元件工作，以調(diào)節(jié)進氣量，使發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)速達到所確定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。決定目標(biāo)怠速的因素：當(dāng)發(fā)動機水溫較低時，系統(tǒng)給出較高的目標(biāo)怠速1200轉(zhuǎn)以加速暖車；而對于采用機械風(fēng)扇的發(fā)動機，當(dāng)發(fā)動機冷卻液溫度過高時，系統(tǒng)也會施以較高的怠速1300轉(zhuǎn)，目的是增加冷卻水箱的進風(fēng)量；外加負載。空調(diào)發(fā)生變化時，系統(tǒng)將提高怠速150轉(zhuǎn)；近光燈開啟。為補償其電力消耗，目標(biāo)怠速將提升50rpm；系統(tǒng)電壓補償。當(dāng)系統(tǒng)電壓低于12V時，系統(tǒng)會自動提升目標(biāo)怠速50轉(zhuǎn)；車速補償。車輛在行駛時，目標(biāo)怠速較停車時提高50轉(zhuǎn)；減速調(diào)節(jié)。減速及停車時，逐步遞減至停車狀態(tài)目標(biāo)怠速。 3.1.3結(jié)構(gòu)與原理1、步進

4、電機怠速控制閥 這種怠速控制閥有一內(nèi)置步進電機，這個電機順時針或逆時針方向轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，使閥軸及閥移進或移出。這一運作增加或減小閥與閥座之間的間隙，以調(diào)節(jié)允許通過的空氣量。 ?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理（1）通用公司怠速控制用步進電機 通用公司步進電機的結(jié)構(gòu)和工作原理 控制閥的步進電機轉(zhuǎn)子是一個具有N極和S極的永久磁鐵作為轉(zhuǎn)子，定子則由兩組相互獨立的線圈，每組由兩個線圈繞組組成。在控制方式上，該種步進電機電控單元內(nèi)部控制電路最復(fù)雜。步進電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理步進電機連線情況?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理步進電機控制電路圖 ?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理步進電機內(nèi)每一組的線圈都被視作一個

5、單獨的元件，線圈的所有4個接線都連接到電控單元PCM去。PCM利用內(nèi)部電路，改變兩組線圈的電流方向，使之產(chǎn)生交替變化的磁場。當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動前，電控單元PCM會將脈沖電壓信號（12V）從A端送入線圈繞組1和2，然后從A-端回到PCM內(nèi)部搭鐵，使定子線圈繞組1和2分別產(chǎn)生S極和N極，吸引轉(zhuǎn)子順時針旋轉(zhuǎn)。與此同時，PCM也將脈沖電壓從B端送入定子線圈繞組3和4，使定子線圈繞組3和4分別產(chǎn)N極和S極, 推動轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)動90 ?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理（2）通用步進電機的檢測方法 正常情況下，AA-端之間以及BB-端之間的電阻值為4080；該步進電機四個端子的電壓在0V和12V兩者之間交替變化；如下圖：步

6、進電機閥軸伸出最大長度不能超過28mm。?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理2、豐田公司怠速控制用步進電機（1）豐田公司步進電機的結(jié)構(gòu)與工作原理?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理步進電機定子與轉(zhuǎn)子相互作用原理 ?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理步進電機控制電路圖?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理EFI主繼電器觸點閉合后，蓄電池電源經(jīng)主繼電器到達怠步進電機的Bl和B2端子、ECU的+B和+B1端子，B1端子向步進電動機的Cl-C3相兩個線圈供電，B2端子向C2-C4相兩個線圈供電。4個線圈的分別通過端子Sl、S2、S3和S4與ECU端子ISCl、ISC2、ISC3和ISC4相連，ECU控制各線圈的搭鐵回路，以控制怠速控制閥的工作。當(dāng)ECU控制使

7、步進電動機的電磁線圈C1、C2、C3、C4按l234順序通過晶體管依次搭鐵時，定子磁場順時針轉(zhuǎn)動，由于與轉(zhuǎn)子磁場間的相互作用(同性相斥，異性相吸)，吸拉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。同理，如果按C4、C3、C2、C1的順序依次搭鐵，步進電動機的線圈按相反的順序通電，轉(zhuǎn)子則隨定子磁場同步反轉(zhuǎn)。 ?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理（2）豐田公司步進電機的檢測方法 步進電機型怠速控制閥線圈電阻的檢測拆下怠速控制閥，用萬用表檔測量怠速控制閥線圈的電阻值。脈沖線性電磁閥式怠速控制閥只有一組線圈，其電阻值為10-15步進電動機式怠速控制閥通常有2-4組線圈，各組線圈的電阻值為10-30。如線圈電阻值不在上述范圍內(nèi)，應(yīng)更換怠速控制閥。?3

8、.1.3結(jié)構(gòu)與原理皇冠3.0轎車2JZ-GE發(fā)動機步進電機型怠速控制閥的電阻檢測 ?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理 步進電機型怠速控制閥動作的檢測 拆開怠速控制閥線束連接器，將點火開關(guān)轉(zhuǎn)至“ON”但不起動發(fā)動機，在線束側(cè)分別測量B1和B2端子與搭鐵之間的電壓，均應(yīng)為蓄電池電壓（914V），否則說明怠速控制閥電源電路有故障。發(fā)動機起動后再熄火時，23s內(nèi)怠速控制閥附近應(yīng)能聽到內(nèi)部發(fā)出的“嗡嗡”的聲音，否則應(yīng)進一步檢查怠速控制法、控制電路及ECU。 ?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理 步進電機型怠速控制閥動作的檢測 拆開怠速控制閥線束連接器，在控制閥側(cè)分別測量端子B1與S1和S3,B2與S2和S4之間的電阻，阻值均應(yīng)為

9、1030，否則應(yīng)更換怠速控制閥。拆下怠速控制閥后，如圖（a）所示所示，將蓄電池正極接至Bl和B2端子，負極按順序依次接通S1S2S3S4端子時，隨步進電動機的旋轉(zhuǎn)，控制閥應(yīng)向外伸出，關(guān)閉怠速旁通道；如圖(b)所示，蓄電池負極按相反順序依次接通S4S3S2Sl時，則控制閥應(yīng)向內(nèi)縮回，開啟怠速旁通道。若工作情況不符合上述要求，應(yīng)更換怠速控制閥。 ?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理（a）檢查步進電機的關(guān)閉情況 （b）檢查步進電機開啟情況?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理2、雙驅(qū)動型旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥的結(jié)構(gòu)與工作原理 ?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理雙金屬片制成卷簧形，外端用固定銷固定在閥體上，內(nèi)端與閥軸端部

10、的擋塊相連接，閥軸只能在擋塊凹槽限定的范圍內(nèi)擺動。流過閥體冷卻液的溫度變化時，雙金屬片變形，帶動擋塊轉(zhuǎn)動，從而改變閥軸轉(zhuǎn)動的兩個極限位置，以控制怠速控制閥的最大開度和最小開度。此裝置主要起保護作用，可防止怠速控制系統(tǒng)電路出現(xiàn)故障時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速過高或過低，只要怠速控制系統(tǒng)工作正常，閥軸上的限位桿不與擋塊的凹槽兩側(cè)接觸。ECU控制旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥工作時，控制閥的開度是通過控制兩個線圈的平均通電時間(占空比)來實現(xiàn)的。占空比是指脈沖信號的通電時間與通電周期之比，如下圖所示。?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理通電周期一般是固定的，所以占空比增大，即是延長通電時間。當(dāng)占空比為50時，兩線圈的平均通電時間相等，

11、兩者產(chǎn)生的磁場強度相同，電磁力相互抵消，閥軸不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。當(dāng)占空比大于50，因有反向器的作用，兩個線圈的平均通電時間一個增加，而另一個減小，兩者產(chǎn)生的磁場強度也不同，所以使閥軸偏轉(zhuǎn)一定角度，控制閥開啟怠速空氣口，見下圖。 ?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理占空比越大，兩個線圈產(chǎn)生的磁場強度相差越多，控制閥開度越大。因此，ECU通過控制脈沖信號的占空比即可改變控制閥開度，從而控制怠速時的空氣量?？刂崎y從全閉位置到全開位置之間，旋轉(zhuǎn)角度限定在90以內(nèi)，ECU控制的占空比調(diào)整范圍約為1882。?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理3、單驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 ?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理IC（集成電路）利用發(fā)動機E

12、CU信號傳出的占空信號，控制流入電磁線圈電流的方向及大小，并使閥門轉(zhuǎn)動，從而控制從節(jié)氣門的旁通道流入的空氣量，見下圖。占空比高時，IC將閥門向打開方向轉(zhuǎn)動；占空比低時，IC將閥門向關(guān)閉的方向轉(zhuǎn)動，該閥就這樣打開和關(guān)閉。?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理 旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥的控制內(nèi)容 起動控制 當(dāng)發(fā)動機ECU接收到起動信號（STA），發(fā)動機ECU確定發(fā)動機將起動，打開怠速控制閥以改善起動性。依據(jù)冷卻液溫度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號來控制怠速控制閥的開啟位置。暖機（快怠速）控制 發(fā)動機起動后，發(fā)動機ECU按照冷卻液溫度打開怠速控制閥以增加怠速速度。當(dāng)冷卻液溫度升高時，發(fā)動機ECU控制怠速控制閥使其趨向關(guān)閉方向以降低

13、怠速速度。反饋控制 該怠速控制閥的怠速反饋控制策略與步進電機型怠速控制閥的控制策略相似，即當(dāng)發(fā)動機實際怠轉(zhuǎn)速低于目標(biāo)轉(zhuǎn)速時，ECU控制怠速控制閥開度加大，反之當(dāng)發(fā)動機實際怠轉(zhuǎn)速高于目標(biāo)轉(zhuǎn)速時，ECU控制怠速控制閥開度減小。?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理發(fā)動機負荷/轉(zhuǎn)速變換估計控制 為了防止由于發(fā)動機負荷的變化而導(dǎo)致轉(zhuǎn)速的明顯改變，ECU監(jiān)控來自空檔起動開關(guān)（NSW）、空調(diào)開關(guān)（A/C）、大燈、后窗除霧（ELS）的信號，若裝有動力轉(zhuǎn)向和機油壓力開關(guān)（PS），還要監(jiān)視這些信號。通過監(jiān)控信號ECU確定出目標(biāo)轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)怠速控制閥的位置。在ECU進行怠速轉(zhuǎn)速調(diào)整之前，先改變怠速控制閥旋轉(zhuǎn)位置，以彌補發(fā)動機負

14、荷的變化。這種控制方式有助于在發(fā)動機負荷變化過程中穩(wěn)定怠轉(zhuǎn)速。?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理學(xué)習(xí)控制。旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速空氣控制系統(tǒng)利用怠速旁通道學(xué)習(xí)控制策略，ECU記憶發(fā)動機轉(zhuǎn)速和占空比之間的關(guān)系，定期更新存儲數(shù)據(jù)。過段時間由于磨損和其他原因?qū)е掳l(fā)動機轉(zhuǎn)速和占空比之間的關(guān)系發(fā)生變化，由于怠速反饋控制作用，調(diào)整后的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和占空比之間的對應(yīng)關(guān)系被記憶在ECU內(nèi)，ECU定期更新記憶內(nèi)容，以讓旋轉(zhuǎn)電磁閥更快地響應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化。對這些怠轉(zhuǎn)速控制內(nèi)容的理解，對于幫助分析怠速控制的相關(guān)故障很有幫助。同樣，如果蓄電池斷開了，ECU將重新進行怠速控制的學(xué)習(xí)。?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理 雙驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥的

15、檢修豐田PREVIA轎車旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥電路圖 ?3.1.3結(jié)構(gòu)與原理拆開怠速控制閥線束連接器，將點火開關(guān)轉(zhuǎn)至“ON”但不起動發(fā)動機，在線束側(cè)測量電源端子(+B)與搭鐵之間的電壓，應(yīng)為蓄電池電壓(914V)，否則說明怠速控制閥電源電路有故障。發(fā)動機達到正常工作溫度、變速器處于空擋位置時，使發(fā)動機維持怠速運轉(zhuǎn)，用專用短接線短接故障診斷座上的TEl與El端子，發(fā)動機轉(zhuǎn)速應(yīng)保持在10001200r/min，5s后轉(zhuǎn)速下降約200r/min,若不符合上述要求；應(yīng)進一步檢查檢查怠速控制閥電路、ECU和怠速控制閥。拆開怠速控制閥上的三端子線束連接器，在控制閥側(cè)分別測量中間端子(+B)與兩側(cè)端子(1S

16、Cl和ISC2)之間的電阻，正常應(yīng)為18.822.8，否則應(yīng)更換怠速控制閥。故障現(xiàn)象：江淮瑞風(fēng)HFC6470A商務(wù)車，裝配G4JS發(fā)動機，怠速不穩(wěn)。故障診斷與排除：詢問駕駛員得知，該車因踩加速踏板發(fā)澀，加速不暢，曾對燃油系統(tǒng)及節(jié)氣門體進行了清洗，清洗后，就出現(xiàn)了發(fā)動機怠速不穩(wěn)現(xiàn)象。首先對該車燃油管路的所有接頭進行了檢查并加以緊固，對發(fā)動機進氣歧管上的真空管路也進行了全面檢查，均未發(fā)現(xiàn)異常。案例1：江淮瑞風(fēng)商務(wù)車發(fā)動機怠速不穩(wěn)案例分析接著檢查節(jié)氣門體及相關(guān)線路。該車節(jié)氣門體上裝有節(jié)氣門位置傳感器（TPS）和怠速控制閥（ISA）。對該傳感器及怠速控制閥的連接器進行了重新接插后，起動發(fā)動機，接上瑞風(fēng)

17、專用故障檢測儀，讀取故障碼，無故障碼顯示；讀取數(shù)據(jù)流，顯示怠速控制閥控制信號的占空比數(shù)據(jù)不在規(guī)定值范圍內(nèi)。測量怠速控制閥的電阻，正常，而且節(jié)氣門體的旁通氣道也很干凈。案例1：江淮瑞風(fēng)商務(wù)車發(fā)動機怠速不穩(wěn)案例分析 對怠速控制閥的電路進行了測量，測得其連接器的端子2在接通點火開關(guān)時的對地電壓為12V，屬正常，其端子1和3對地電壓為89V，不正常。為此，懷疑發(fā)動機ECU有問題。將該車的發(fā)動機ECU裝到另一輛同型號的車上試驗，被試車發(fā)動機工作正常，說明發(fā)動機ECU正常。于是將發(fā)動機ECU裝回原車，再次接通點火開關(guān)，對怠速控制閥的連接器端子1和3的對地電壓進行測量，發(fā)現(xiàn)電壓在57V之間不斷變化，而且該電壓還有逐步下降的趨勢。案例1：江淮瑞風(fēng)商務(wù)車發(fā)動機怠速不穩(wěn)案例分析于是將其連接器的保護套打開，發(fā)現(xiàn)連接器內(nèi)部有熱氣朝外冒，于是斷開點火開關(guān)和蓄電池的負極電纜，拔下怠速控制閥導(dǎo)線