任務5 發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)的檢修

2013全國汽車類情境·體驗·拓展·互動·“1+1”理實一體化規(guī)劃教材發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)的檢修任務目標任務描述1.了解：發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)類型。2.熟悉：脈沖電磁式怠速控制閥、真空閥式怠速控制工作原理。3.掌握：步進電機式和節(jié)氣門直動式發(fā)動機怠速控制原理與檢修。4.學會：發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)的檢測方法。怠速控制(ISC)系統(tǒng)是發(fā)動機輔助控制系統(tǒng)之一，其功能是在發(fā)動機怠速工況下，ECU根據(jù)相關(guān)傳感器信號通過怠速控制執(zhí)行器對發(fā)動機進氣量進行控制，使發(fā)動機以最佳怠速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。怠速是指油門踏板完全松開，節(jié)氣門處于關(guān)閉狀態(tài)，且發(fā)動機對外無功率輸出并保持最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時的工況。本項目主要研究發(fā)動機怠速的控制原理以及解決其故障檢測問題。學習任務5學習任務2汽車發(fā)動機基本知識2學習任務2汽車發(fā)動機基本知識3Syllabus

Doonethingatatime,anddoitwell本章內(nèi)容合作交流創(chuàng)新[]項目5發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)的原理與檢修項目5汽車發(fā)動機的分類及工作原理58%學習任務2汽車發(fā)動機基本知識4【情境導入】

一輛捷達王（GTX）轎車發(fā)動機怠速不穩(wěn)，怠速轉(zhuǎn)速在800~1400r/min之間變化不定，有時怠速或空擋滑行時熄火。根據(jù)經(jīng)驗，首先對該車進行了檢查，當檢查到進氣系統(tǒng)時，發(fā)現(xiàn)怠速節(jié)流閥體（圖5.1所示）里邊油污很多，疑為污垢導致該故障出現(xiàn)。拆下節(jié)流閥體并清洗干凈后，按規(guī)定裝車發(fā)現(xiàn)故障依舊，問題到底出現(xiàn)在哪里？圖5.1所示大眾半電子節(jié)氣門節(jié)流閥體J338學習任務2汽車發(fā)動機基本知識51．功用：通過調(diào)節(jié)發(fā)動機怠速時的進氣量來調(diào)整發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速。

2．組成：怠速控制系統(tǒng)主要由傳感器、ECU和執(zhí)行元件組成。3．分類：燃油噴射系統(tǒng)采用的怠速控制分為控制節(jié)氣門旁的旁通空氣道的空氣流量和直接控制節(jié)氣門位置方式兩種。5.1發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)功用、組成與分類【理論引導】圖

怠速控制系統(tǒng)的組成學習任務2汽車發(fā)動機基本知識61．啟動初始位置的設(shè)定

2．啟動控制3．暖機控制4．反饋控制5．發(fā)動機負荷變化的怠速控制6．電器負載增多時的怠速控制7．學習控制8．減速控制5.2怠速控制閥的控制內(nèi)容【理論引導】圖

怠速控制閥的控制電路圖

怠速控制閥位置控制圖學習任務2汽車發(fā)動機基本知識7步進電機型怠速控制閥

步進電機型怠速控制閥的結(jié)構(gòu)如圖所示。它主要由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，絲杠機構(gòu)將步進電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)殚y桿的直線運動，控制閥與閥桿制成一體。控制閥安裝在節(jié)氣門體上，連接到設(shè)在怠速空氣道內(nèi)的閥座處。發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，ECU根據(jù)各傳感器的信號，控制步進電機的正反轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)動角度，使控制閥升起或下降，用以改變怠速空氣道的流通截面，從而控制發(fā)動機怠速工況下空氣供給量。5.3控制原理【理論引導】圖

步進電機型怠速控制閥1-控制閥；2-轉(zhuǎn)子；3-線束連接器；4-后軸承；5-定子線圈1；6-定子線圈2；7-絲杠機構(gòu)7學習任務2汽車發(fā)動機基本知識8步進電機型怠速控制閥

步進電機的結(jié)構(gòu)主要由用永磁鐵制成有16個磁極的轉(zhuǎn)子和兩個定子鐵芯組成。16個磁極分為8對磁極沿圓周均勻分布，兩個定子都由兩個帶16個爪極的鐵芯交錯裝配在一起，每個定子上分別繞有1、3相和2、4相兩組線圈，且兩組線圈的繞制方向相反。ECU控制步進電機工作時，給各線圈輸送的是脈沖電壓，4個線圈的通電順序不同也就是相位不同，步進電機的轉(zhuǎn)動方向就不同。當對4個線圈按一定順序輸入一定數(shù)量的脈沖時，步進電機就向指定方向轉(zhuǎn)過一定的角度，其轉(zhuǎn)動角度取決于輸入脈沖的數(shù)量5.3控制原理【理論引導】圖步進電機的結(jié)構(gòu)1、2-線圈；3-爪極；4-定子B5-轉(zhuǎn)子；6-定子A圖定子結(jié)構(gòu)展開示意圖學習任務2汽車發(fā)動機基本知識9步進電機型怠速控制閥

步進電機的轉(zhuǎn)動方向可通過改變4個定子線圈的通電順序來實現(xiàn)，如圖所示。當ECU控制步進電機的線圈按1—2—3—4順序依次搭鐵時，定子磁場與轉(zhuǎn)子磁場間通過吸引、排斥相互作用，使轉(zhuǎn)子隨定子磁場同步順時針轉(zhuǎn)動；當ECU控制步進電機的線圈按相反的順序通電時，轉(zhuǎn)子則隨定子磁場同步反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一步與定子錯開一個爪極的角度。由于定子有32個爪極，所以步進電機每轉(zhuǎn)一步為1／32圈(11.25°轉(zhuǎn)角)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周為32個步級，一般步進電動機為2～125個步級。5.3控制原理【理論引導】

步進電機的控制電路學習任務2汽車發(fā)動機基本知識102.半電子節(jié)氣門怠速控制執(zhí)行機構(gòu)怠速控制裝置是通過直接控制節(jié)氣門體中的節(jié)氣門的開啟來實現(xiàn)怠速穩(wěn)定控制的，它不設(shè)怠速空氣旁通道。怠速控制裝置是由一個直流電機通過齒輪傳動控制節(jié)氣門開啟。節(jié)流閥體(J338)是一個電機系統(tǒng)組件，它由怠速直流電機、怠速節(jié)氣門電位計、節(jié)氣門電位計、怠速開關(guān)、怠速彈簧等組成。5.3控制原理【理論引導】所示大眾半電子節(jié)氣門節(jié)流閥體J338學習任務2汽車發(fā)動機基本知識112.半電子節(jié)氣門怠速控制執(zhí)行機構(gòu)5.3控制原理【理論引導】大眾捷達等半電子節(jié)氣門位置傳感器電路圖暖機控制：發(fā)動機啟動后，ECU根據(jù)發(fā)動機溫度對怠速節(jié)氣門進行控制。當發(fā)動機溫度低時，節(jié)氣門開度大；當發(fā)動機溫度高時，節(jié)氣門開度小，節(jié)氣門開度隨發(fā)動機水溫逐漸升高而逐漸變小。當水溫達到80℃時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速應穩(wěn)定在840r／min，進行目標轉(zhuǎn)速控制。目標轉(zhuǎn)速控制：ECU不斷地采集發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器送來的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號并與目標怠速轉(zhuǎn)速840r／min進行比較，如果有±50r／min偏差，ECU將通過控制怠速直流電機來調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度，實現(xiàn)對怠速進氣量的調(diào)節(jié)，調(diào)整發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速正常。怠速提升控制：在打開空調(diào)或方向盤轉(zhuǎn)動時，ECU會控制怠速時的進氣量以及點火提前角，以保證發(fā)動機在各種工況下怠速穩(wěn)定。行駛中怠速控制：在行駛中，當駕駛員突然放松加速踏板時，怠速開關(guān)F60閉合。此時節(jié)氣門的開度在怠速電機沒有工作情況下保留一段時間的最大開度，以達到發(fā)動機轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)過渡，然后節(jié)氣門由怠速電機V60逐漸關(guān)閉，直到目標怠速840r／min。學習任務2汽車發(fā)動機基本知識12【任務實施】1.怠速識別信號怠速信號類別類型信號識別注1．怠速觸點信號豐田車系4線插頭節(jié)氣門位置傳感器中，其中有一線為IDL。怠速時，節(jié)氣門全關(guān)，IDL信號為：0V(觸點閉合搭鐵)大眾車系為怠速開關(guān)F60閉合為怠速，斷開為非怠速。節(jié)氣門打開，IDL信號為：12V或5V(觸點打開)。2.節(jié)氣門位置傳感器信號三線插頭的節(jié)氣門位置傳感器取消怠速觸點，怠速工況信號直接由節(jié)氣門開度信號代替。進口車一般為小于0．6V。怠速狀態(tài)由電腦程序判斷，為軟開關(guān)。例如，尼桑車系和通用車系；紅旗世紀星VG20發(fā)動機6缸機國產(chǎn)車一般小于0．8V。3.油門踏板位置信號電子節(jié)氣門車輛用油門踏板位置信號識別怠速。司機不踏油門踩板，電腦就默認為怠速狀態(tài)。電噴車有三種怠速狀態(tài)識別信號：一是怠速觸點信號；二是節(jié)氣門位置傳感器信號；三是油門踏板位置信號。學習任務2汽車發(fā)動機基本知識13【任務實施】2.怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查RapiddatatransferHELPSelectfunctionXXXFaultsrecognized!RapiddatatransferHELPSelectfunctionXXRapiddatatransferQ05ErasefaultmemoryRapiddatatransfer→FaultmemoryiserasedRapiddatatransferHELPSelectfunctionXX(1)查詢、清除故障代碼—以奧迪A6為例1、輸入地址碼01選擇發(fā)動機控制單元。

2、輸入數(shù)字鍵0和2，選定查詢故障代碼功能，按Q鍵確認。屏幕上顯示出存儲的故障數(shù)量或“Nofaultsrecognized!”沒有識別到故障：3、按→鍵依次顯示所有故障代碼直至結(jié)束。4、按數(shù)字鍵0和5，選定故障刪除功能。5、按Q鍵確認。6、按→鍵，屏幕顯示：7、按鍵0和6選定結(jié)束輸出功能并按Q鍵來確認，結(jié)束輸出。學習任務2汽車發(fā)動機基本知識14【任務實施】2.怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(2)讀取測量數(shù)據(jù)塊—以奧迪A6為例快速數(shù)據(jù)診斷幫助選擇功能XX讀取測量數(shù)據(jù)塊幫助輸入顯示組號XX讀取測量數(shù)據(jù)塊0→12345678910080001、選擇“01”發(fā)動機電控制單元。進行上述操作時，發(fā)動機應怠速運轉(zhuǎn)。2、按0和8鍵選擇“讀取測量數(shù)據(jù)塊”，按Q鍵確認輸入。3、輸入所選顯示組號并按Q鍵確認輸入，顯示組號和內(nèi)容見下。4、選擇了顯示組，也就選擇了相應的功能和部件檢查。顯示組相互之間進行切換時，V.A.G1551/2可用鍵“3”和鍵“1”進行上下切換。

學習任務2汽車發(fā)動機基本知識15【任務實施】2.怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3)奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下學習任務2汽車發(fā)動機基本知識16【任務實施】2.怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3)奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下學習任務2汽車發(fā)動機基本知識17【任務實施】2.怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3)奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下學習任務2汽車發(fā)動機基本知識18【任務實施】2.怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3)奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下學習任務2汽車發(fā)動機基本知識19【任務實施】2.怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3)奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下學習任務2汽車發(fā)動機基本知識20【任務實施】2.怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3)奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下學習任務2汽車發(fā)動機基本知識21【任務實施】2.怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3)奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下學習任務2汽車發(fā)動機基本知識22【任務實施】2.怠速控制系統(tǒng)的儀器檢查(3)奧迪A6讀取測量數(shù)據(jù)如下學習任務2汽車發(fā)動機基本知識23【任務實施】3.怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的檢查在車上檢查怠速控制機構(gòu)當發(fā)動機熄火時，怠速控制機構(gòu)會“咔嗒”一聲，如果不響，應檢查ISC閥和ECU。檢查ISC閥的電阻檢測Bl—S1，Bl—S3，B2—S2和B2—S44個線圈電阻，都應是10—30Ω，如電阻不對，應更換ISC閥。學習任務2汽車發(fā)動機基本知識24【任務實施】3.怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的檢查檢查ISC閥的工作情況在Bl和B2端子上接上蓄電池正極，然后依次將Sl、S2、S3、S4接負極(搭鐵)，閥應逐步關(guān)閉在Bl和B2端子上接上蓄電池正極，然后依次將S4、S3、S2、Sl接負極(搭鐵)，閥應逐步開啟。步進電機ISC閥工作情況檢查學習任務2汽車發(fā)動機基本知識25【任務實施】3.怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的檢查診斷儀檢測ISC閥步級數(shù)測量皇冠3.0車發(fā)動機數(shù)據(jù)如下：冷車時，ISC=55(步級數(shù))，熱車后ISC=52步，接通空調(diào)（A／C）開關(guān)，ISC=63步，切斷空調(diào)（A／C）開關(guān)，恢復到ISC=52步。豐田車步進電機型怠速控制執(zhí)行機構(gòu)步數(shù)為0—125，0表示怠速控制機構(gòu)伸出極限，怠速空氣旁通道全部關(guān)閉；125表示怠速控制機構(gòu)收回到最小極限，怠速空氣旁通道全部開啟。學習任務2汽車發(fā)動機基本知識26【任務實施】4.怠速控制過程驗證1、啟動初始位置的設(shè)定點火開關(guān)關(guān)閉后觀察怠速控制閥保持是否全開。2、啟動控制點火開關(guān)接通啟動擋，怠速控制機構(gòu)應在怠速范圍的最大開度，啟動后最大進氣量使啟動后轉(zhuǎn)速較高，剛啟動著火時發(fā)動機噪聲很大。學習任務2