发动机怠速不稳故障检修

汽油机进排气控制系统故障检修,情境三,任务1 发动机怠速不稳故障检修 任务2 尾气排放超标故障检修,一、学习目标 1.分析怠速不稳的影响因素； 2.掌握怠速控制阀、进气调整机构的结构原理及检修方法。 二、学习重难点 重点：怠速控制阀、进气调整机构的结构原理及检修方法； 难点：怠速不稳的影响因素。 三、教学设备及工具 发动机电控台架、解码仪、万用表及尾气分析仪。 四、教学课时 4学时,任务1 发动机怠速不稳故障检修,任务导入：,案例：富康发动机抖动故障 故障现象：一辆富康1.6ALC型轿车，怠速运转时，发动机抖动，但仪表板上的故障灯未闪亮。,一般是什么原因造成怠速不稳？分析思考,1. 进气系统 (1)进气歧管或各种阀泄漏（ PCVEGREVAP ） (2)节气门和进气道积垢过多 (3)怠速空气执行元件故障 (4)怠速进气量失准 2.燃油系统 (1)喷油器故障 (2)燃油压力故障 (3)喷油量失准,怠速不稳影响因素分析：,3. 点火系统 (1)点火模块与点火线圈 (2)火花塞与高压线 (3)点火提前角失准 (4)其它原因(TWC堵塞) 4. 机械结构 (1)配气机构 (2)发动机体、活塞连杆机构（气门漏气，液压挺柱工作状态不良）,怠速不稳的诊断流程,一、怠速控制系统 Idle Speed Control System,本节主要内容： 1.怠速控制系统的功能与组成 2.节气门直动式怠速控制器 3.步进电动机型怠速控制阀 4.旋转电磁阀型怠速控制阀 5.占空比控制电磁阀型怠速控制阀 6.开关型怠速控制阀,1、怠速控制系统的功能与组成,功能：用高怠速实现发动机起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。 组成：传感器、ECU、和执行元件,怠速控制的实质就是对怠速工况下的进气量进行控制。 控制怠速进气量的方法： 节气门直动式通过执行元件改变节气门的最小开度来控制怠速进气量。 旁通空气式通过执行元件控制怠速旁通气道的空气量来控制怠速进气量。,2、节气门直动式怠速控制器,组成：直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机构和传动轴等。,当直流电动机通电转动时，经减速齿轮机构减速增扭后，再由丝杠机构将其旋转运动转换为传动轴的直线运动。传动轴顶靠在节气门最小开度限制器上，发动机怠速运转时，ECU根据各传感器的信号，控制直流电动机的正反转和转动量，以改变节气门最小开度限制器的位置，从而控制节气门的最小开度，实现对怠速进气量进行控制的目的。,大众车节气门直动式怠速控制器,大众车节气门直动式怠速控制器电路图,） 1、控制阀 2、前轴爪 3、后轴承 4、密封圈 5、丝杠机构 7、定子 6、线束连接器 8、转子,） 1、2线圈3爪极46定子5转子,3、步进电机型怠速控制阀,丰田车步进电机型怠速控制阀,实际的步进电机不只4个定子，而是有很多。 下图中的步进电机转子每转一步一般为1/32圈。步进电机的工作范围为0125个步进级。,(1)怠速控制阀的控制内容,起动初始位置的设定：关闭点火开关发动机熄火后，电子控制单元ECU的M-REL端子向主继电器延续供电23s，ECU控制步进电机ISCV全部打开，以利于下次起动。 起动控制：起动时，ISCV全开，起动顺利。起动后，ECU根据水温的高低控制步进电机，调节控制阀的开度。,暖机控制：又称为快怠速控制。暖机时，ECU根据水温的高低控制怠速控制阀的开度。随着水温上升，怠速控制阀开度逐渐减小。 怠速稳定控制：ECU将接受到的转速信号与确定的目标转速进行比较，其差值超过一定值时，ECU通过步进电机控制怠速控制阀以调节空气进气量。又称为反馈控制。 怠速提速控制：在怠速时，出现以下情况，ECU控制步进电机将怠速提升。(开空调、转方向盘（带动力转向的车）、电器负荷增大（如开大灯，风窗加热器，尾灯等）、挂前进档（自动变速器汽车）。 学习控制：由于磨损等原因，怠速控制阀的位置相同时，其实际的怠速转速和设定的目标转速略有不同，此时ECU利用反馈控制使怠速转速回到目标转速，同时将此时的步进电机步数存入ROM中（ECU中有一小电路不断电），以便在以后的怠速控制过程中使用。,ECU控制S1通电，转子顺时针转动90度；ECU继续给S2通电，转子再顺时针转动90度；依此类推。当ECU按照S4、S3、S2、S1的顺序通电时，转子逆时针转动。 线圈通电一次，转子转动一次的角度称为步进角。,步进电机型ISCV构造及工作原理,(2)怠速控制阀的工作原理,当ECU控制使步进电机的线圈按1-2-3-4顺序依次搭铁时，定子磁场顺时针转动，由于与转子磁场间的相互作用，使转子随定子磁场同步转动。同理，步进电动机的线圈按相反的顺序通电时，转子则随定子磁场同步反转。定子有32个爪级，步进电动机每转一步为1/32圈，工作范围为0125个步进级。,a）输入脉冲 b）工作过程,(3)步进电机型怠速控制阀电路,丰田皇冠3.0轿车步进电机型ISCV电路,主继电器触点闭合后，蓄电池电源经主继电器到达怠速控制阀的B1和B2端子、ECU的B和B1端子，B1端子向步进电动机的1、3相两个线圈供电，B2端子向2、4相两个线圈供电。4个线圈的分别通过端子S1、S2、S3和S4与ECU端子ISC1、ISC2、ISC3和ISC4相连，ECU控制各线圈的搭铁回路，以控制怠速控制阀的工作。,(4)步进电机型怠速控制阀的检修,拆下控制阀线束连接器，检测B1和B2与搭铁间的电压，为蓄电池电压； 熄火后，23s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声； B1与S1和S3、B2与S2和S4之间的电阻，应为1030。 蓄电池正极接B1和B2端子，负极按顺序依次接通S1S2S3S4端子，控制阀应向外伸出；若负极按反方向接通S4S3S2S1端子，则控制阀应向内缩回。,S1-S2-S3-S4 顺序,S4-S3-S2-S1 顺序,丰田车旋转电磁阀型ISCV,4、旋转电磁阀型怠速控制阀,结构如左图，ECU控制两个线圈的通电或断开，改变两个线圈产生的磁场，两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用，可改变控制阀的位置，从而调节怠速空气口的开度，以实现怠速控制。,占空比：脉冲信号的通电时间与通电周期的比值。,ECU控制旋转电磁阀型怠速控制阀工作时，控制阀的开度是通过控制两个线圈的平均通电时间（占空比）来实现的。,旋转电磁阀型怠速控制阀电路及其检修,断开线束插头，点火开关ON，但不起动发动机。测量电源端子+B与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。 断开线束插头，在控制阀侧测量端子+B与端子RSC及RSO之间的电阻值，正常值应为18.822.8。 发动机达正常工作温度，变速器空挡。发动机怠速运转，短接TE1与E1端子，发动机转速为10001200r/min，5s后转速应下降约200r/min。,5、占空比控制电磁阀型怠速控制阀,丰田车占空比控制电磁阀型ISCV,工作原理：控制阀的开度取决于线圈产生的电磁力大小，与旋转阀型怠速控制阀相同，ECU是通过控制输入线圈脉冲信号的占空比来控制电场强度，以调节控制阀的开度，从而实现怠速空气量的控制。,怠速控制阀的控制内容 包括起动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制。由于旁通气量少，为此需要快怠速控制辅助控制发动机暖机过程的空气量。 怠速控制阀的检修 拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压； 拆下怠速控制阀上的两端子线束连接器，在控制阀侧分别测量两端子之间电阻应为1015。,6、开关型怠速控制阀,丰田车开关型ISCV,工作原理与占空比电磁阀相同，不同的是开关型怠速控制阀工作时，ECU只对阀内线圈通电和断电两种状态控制。,怠速控制阀的控制内容 只进行通、断电的控制。由于旁通气量少，为此需要快怠速控制辅助控制发动机暖机过程的空气量。 怠速控制阀的检修 开关型怠速控制阀的检修与占空比控制电磁阀型怠速控制阀基本相同。,二、进气控制系统,目的：提高进气量，改善发动机动力性能。 类型：动力阀控制系统、谐波进气增压系统（ACIS）、可变配气相位控制系统（VTEC）等多种。 动力阀控制系统：是控制发动机进气道的空气流通截面大小，以适应发动机不同转速和负荷时的进气量需求，从而改善发动机的动力性。 谐波进气增压系统：利用了进气管内的压力波与进气门的开启配合，当进气门开启时，使反射回来的压力波正好传到该气门附近，从而形成进气增压的效果，提高发动机的充气效率和功率。 可变配气相位控制系统：根据发动机转速、负荷等参数变化来控制VTEC机构工作，改变驱动同一气缸两进气门工作的凸轮，以调整进气门的配气相位及升程，并实现单进气门工作和双进气门工作的切换。,控制方式：ECU真空电磁阀真空膜片真空气室动力阀,1.动力阀控制系统,在进气量较小的低速、小负荷工况下，使进气道空气流通截面减小，可提高进气流速，从而提高充气效率，改善发动机的低速性能； 在进气量较大的高速、大负荷工况下，适当增大进气道空气流通截面，可减少进气阻力，提高进气量，从而改善发动机的高速性能。,2.谐波增压控制系统 ACIS,压力波的产生及利用 当气体高速流向进气门时，如进气门突然关闭，进气门附近气流流动突然停止，但由于惯性，进气管仍在进气，于是将进气门附近气体压缩，压力上升。当气体的惯性过后，被压缩的气体开始膨胀，向进气气流相反方向流动，压力下降。膨胀气体的波传到进气管口时又被反射回来，形成压力波。 一般而言，进气管长度长时，压力波长大，可使发动机中低转速区功率增大；进气管长度短时，压力波波长短，可使发动机高速区功率增大。,当发动机在2000转左右时电脑控制进气管长度控制阀关闭，让空气先流经螺旋形状的长进气管后再进入汽缸，此时为长进气管状态。,当发动机转速上升到5000转时，进气管长度控制阀打开，让空气不经螺旋管道而直接进入到汽缸，此时为短进气管状态。,图为奔驰SLK发动机的进气管设计。该设计就是用的控制阀来控制进气管的长度，目前多数车厂喜欢采用这种机构控制。,谐波增压控制系统 ACIS原理,低速时，进气控制阀关闭，压力波传播距离长，发动机低速性能好。 高速时，进气控制阀打开，压力波传播距离短，发动机高速性能好。,控制方式：ECUACIS电磁阀真空真空驱动器进气控制阀,波长可变的谐波进气增压控制系统,ECU根据转速信号控制真空电磁阀的开闭。 低速时，真空电磁阀电路不通，真空通道关闭，真空罐的真空度不能进入真空气室，受真空气室控制的进气增压控制阀处于关闭状态。此时进气管长度长，压力波长大，以适应低速区域形成气体动力增压效果。 高速时，ECU接通真空电磁阀的电路，真空通道打开，真空罐的真空度进入真空气室，吸动膜片，从而将进气增压控制阀打开，由于大容量空气室的参与，缩短了压力波的传播距离，使发动机在高速区域也得到较好的气体动力增压效果。 维修时检查空气真空电磁阀的电阻为38.544.5。,同一缸有主进气门和次进气门，主摇臂驱动主进气门，次摇臂驱动次进气门，中间摇臂在主次之间，不与任何气门直接接触。,3.可变配气相位控制系统VTEC,中凸轮升程最大，次凸轮升程最小。 主凸轮的形状适合发动机低速时单气门工作的配气相位要求；中凸轮的形状适合发动机高速时双进气门工作的配气相位要求。,1、同步活塞B2、同步活塞A 3、弹簧 4、正时活塞 5、主摇臂 6、中间摇臂 7、次摇臂,与普通配气机构相比较，主要区别是：凸轮轴上的凸轮较多，且升程不等，结构复杂。,VTEC工作原理,发动机低速时，电磁阀断电，油道关闭。配气机构处于单进、双排气门工作状态，单进气门由主凸轮驱动。 发动机高速运转，且发动机转速、负荷、冷却液温度及车速均达到设定值时，电磁阀通电，油道打开。此时配气机构处于双进、双排气门工作状态。 当发动机转速下降到设定值，电脑切断电磁阀电流，正时活塞一侧油压下降，各摇臂油缸孔内的活塞在回位弹簧作用下，三个摇臂彼此分离而独立工作。,发动机控制ECU根据发动机转速、负荷、冷却液温度和车速信号控制VTEC电磁阀。电磁阀通电后，通过压力开关给电脑提供一个反馈信号，以便监控系统工作。,VTEC系统电路,（1）VTEC电磁阀检查 拆下VTEC电磁阀总成后，检查电磁阀滤清器，若滤清器有堵塞现象，应更换滤清器和发动机润滑油。电磁阀密封垫一经拆下，必须更换新件。拆开VTEC电磁阀，用手指检查阀的运动是否自如，若有发卡现象，应更换电磁阀。 （2）VTEC电磁阀电阻的检测 从VTEC电磁阀上拆下连接器，测量电磁阀电阻应为1430。电磁阀连接导线与ECM AZ端子应导通。 （3）VTEC电磁阀或电路故障的检修 如果VTEC在发动机低速状态一直工作，发动机会因进气量不足而无力；如果一直在高速状态下工作，发动机的燃油消耗量就会增加。当VTEC系统出现故障时，发动机故障指示灯MIL就会点亮，显示出故障码。其中故障码21说明VTEC电磁阀或电路有故障，按以下步骤进行检查：,VTEC系统的检修,清除故障码，再重新调取故障码； 关闭点火开关，拆开VTEC电磁阀线束连接器，测量电磁阀线圈电阻应为1430； 检查VTEC电磁阀与电脑之间的接线是否断路； 启动发动机，达到正常工作温度后，检查发动机转速分别为l000rmin、2000rmin和4000rmin时的机油压力； 用换件法检查电脑是否有故障。 （4）摇臂检查 拆下气门室盖，在压缩上止点时，用手推动3个摇臂应能独立自由动作，不应连锁。用400kPa压力的压缩空气从检查油孔处注入，并堵住泄油孔，这时同步活塞应能把3个摇臂连锁；不注入压缩空气，3个摇臂又分开独立动作。,无级可变气门扬程调节系统,宝马的Valvetronic,优点：减少节气损失，减少油耗。 缺点：结构较大；增加的机构增加了摩擦损失和惯性使得此机构不适用于超高转速发动机。,VALVETRONIC可变气门升程机构,日产的VVEL,注意VVEL偏心轴位置 （左侧动画为小扬程，右侧动画为大扬程）,优点：增强高转速的动力输出，低负荷工况节省燃料 缺点：VVEL机构稍显复杂而且成本较高,丰田的Valvematic,窄夹角低扬程工况,优点：结构简单、小巧，增加动力同时减少油耗，适应高转速工况 缺点：暂未广泛推出市场,大夹角大扬程工况,故障分析与排除：,将怠速阀拆下进行清洗，同时发现怠速阀上通往节流阀体后部的橡胶软管中间部位瘪了进去，便随后将它捏圆，将怠速阀装复后试车，发动机怠速正常，可没过几分钟故障重现。再次检查怠速阀，发现刚才那根橡胶管捏好的部位又瘪了进去，于是判定是那根橡胶管的故障。因为该管进气受阻，将造成怠速旁通气路进气不足，导致发动机怠速不稳。将这根橡胶管更换后，故障排除。,技能训练3 怠速控制阀的清洗及检测,技能训练目的 1.掌握怠速控制阀对汽车怠速的影响； 2.熟练掌握怠速阀的清洗； 3.分析并检测相关怠速阀的故障及掌握检测方法。 技能训练内容 1.工具的准备及使用 2.怠速阀的清洗及检测,相关知识,设备、工具和材料准备,技术标准及要求,各型汽车燃油喷射式发动机的怠速转速,操作步骤,怠速阀清洗,怠速阀电阻检测,旋转阀式怠速控制阀检测（富康988轿车）,怠速阀动作测试,拔下怠速控制阀上的三端子线束连接器，拆下怠速电磁阀，将蓄电池正极接至中间端子（B）端子，负极按顺序依次接通ISC1和ISC2端子时怠速阀均有动作。,考核,