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广东省技师职务申请评审论文标题:____怠速控制系统的检测和维修____姓名:黄日勇工作单位:江门日月星提交日期:2012.5.10论文题目:怠速控制系统检测和维修姓名:黄日勇单位:江门日月星汽车销售服务有限公司【目录】:一步进电机式怠速控制系统1结构和原理2步进电机式怠速控制阀3怠速控制原理二怠速控制系统故障分析与检测1怠速过高故障分析与检测2怠速转速过低故障分析与检测三结束语【摘要】:本文简要介绍电控发动机步进电机式怠速控制系统的工作原理,并结合实际情况,例举二类常见的怠速控制系统的故障,并对每种故障的类型通过实际案例加以分析和故障总结,还提出自己对于怠速系统故障处理的方法。【关键词】:怠速控制系统、步进电机、工作原理、故障【前言】: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。怠速控制系统是当代电喷发动机控制中的一个重要组成部分。怠速工况的控制性能反应了一部车的技术性、稳定性、动力性、经济性、排放性等各种技术指标。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,怠速工况下的故障率及与怠速控制有关的各种故障率远大于其他工况的故障率。这种故障现象千奇百怪,造成的故障原因也是多种多样。怠速控制中的问题确确实实给我们汽车维修人员带来不小的困难,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类故障,应是我们每个维修人员值得总结和探讨,研究和交流的一个重要课题。【正文】:传统的化油器采用单独的怠速系统是由怠速空气量孔与怠速孔共同调节,以供应怠速时较浓混合气,保持怠速工况的稳定。但是这种机械的调节方式无法满足发动机在复杂的外界条件下保持怠速时,排放良好的目标。而电控发动机在怠速工况保证符合发动机排放要求且运转稳定的前提下,尽量使发动机的怠速转速保持最低,以降低怠速时的燃油消耗量。除了将怠速转速适当的提高以降低排放外,还可以通过调整空气量和喷油量的匹配将怠速转速控制在一个比较稳定的水平,这样才能适应复杂的使用环境。一、步进电机式怠速控制系统1、结构和原理步进电机式电控怠速控制系统的结构如图1所示,主要由传感器、ECU、步进电机式怠速控制阀组成。传感器检测发动机的运行工况和负载设备的工作状况,ECU则根据各种传感器的输入信号确定一个怠速运转的目标转速,并与实际转速进行比较,根据比较结果控制步进电机怠速控制阀工作,以调节进气量,使发动机的怠速转速达到所确定的目标转速。采用转速反馈控制方式提高控制精度,为了避免怠速反馈控制与驾驶员通过油门踏板动作引起空气量调节发生干涉,怠速控制系统中,ECU需要根据节气门位置信号和车速信号等对怠速状态进行确认,所以只有在节气门全关、车速为零,怠速状态确认情况下才进行怠速反馈控制。2、步进电机式怠速控制阀步进电动机型怠速控制阀有一内置步进电动机,发动机怠速运转时,ECU根据各种传感器信号控制步进电动机顺时针或逆时针方向转动转子,使控制阀移进或移出,增加或减小控制阀与阀座之间的间隙,以调节允许通过的空气量。步进电机式怠速控制阀由永久磁铁构成的转子、线圈构成的定子和将旋转远动变成直线运动的进给运动的进给丝杠及阀等部分组成。它利用步进转换控制,使转子可顺时针也可逆时针旋转,从而使阀芯轴向移动,改变阀与阀座之间的间隙以达到调节旁通空气道的空气量,如图2所示。其转子由永久磁铁构成,N极和S极在圆周上相间排列,共有8对磁极(极数视发动机而异)。定子由A、B两个定子组成,其内绕有A、B两组线圈,线圈由导磁材料制成的爪极包围。每个定子各有8对爪极,每对爪极N极和S极相差一个爪的差位,组成一体安装在外壳上。爪极的极性变换由微机控制装置输出的控制定子相线绕组的电压脉冲决定:A、B两定子绕组分别由1、3相绕组和2、4相绕组组成,由ECU内晶体管控制搭铁,欲使步进电机正转,相线控制脉冲按1-2-3-4相顺序依次迟后90°相位角,定子上N极向右运动,转子正转。反之,欲使步进电机反转时,相线控制脉冲按1-2-3-4相顺序依次超前90°相位角,定子上N级向左运动,转子随之反转,如图3所示。3、怠速控制原理步进电机式怠速控制系统的控制电路如图4所示,ECU依一定顺序使T1—T4三极管适时导通,分别向步进电机的四个线圈供电,由于与转子磁场间的相互作用(同性相斥,异性相吸),驱动转子旋转,调节旁通空气道的开度,从而调节旁通空气量。二、怠速控制系统故障分析与检测1、怠速过高的故障分析与检测怠速转速偏高故障,从根本上讲是怠速工况进气量过多而且过多的进气量是经过空气计量的,从而喷油量随之增加。也就是说,实际进入发动机的混合气的量值在增大,燃烧动力增强,而导致怠速转速升高。实例:一辆凌志LS400因怠速过高进厂检修,试车中,怠速转速高达1500r/min居高不下,调码“22—水温信号不良”。继续读取数据流水温为39℃,当前发动机温度已超过80℃,明显传感器信号不良,检测水温传感器电阻为300Ω左右,说明传感器正常,符合当前温度的电阻。继续检查插头时,有水锈,接触不良造成电阻过大,信号过大。由于水温传感器报告的是冷车,ECU始终指令步进电机开大进气量,做到冷车快怠速控制。经处理,温度显示正常,但怠速还是居高不下。读取数据流,步进电机在启动由125步逐步降至0步,说明电机已完全关闭,怠速下已无空气进入歧管,可为何怠速转速又很高?分析认为一定有漏气,这部分漏气一定经空气流量计的测量,能被空气流量计感知的漏气一定是内漏。于是重点放在节气门检查上,取下节气门进气管,发现边缘有缝隙,重新调节节气门固定螺丝,重新调节节气门位置传感器,故障消失。怠速转速750r/min,步进电机步数为24步,一切正常。总结:此车怠速转速过高的原因有两个:一是水温信号错误;二是节气门体漏气。由于漏气是主要问题,它掩盖了水温信号不良的问题,如果检查顺序反过来将是另一种现象出现。如果先检查处理节气门漏气故障后,怠速转速不会恢复到目标转速,可能还要保持在900~1000r/min上,因为冷车需要快怠速。当再处理水温信号不良时,怠速才会真正恢复标准转速。2、怠速转速过低故障分析与检测怠速转速过低现象往往并存着怠速抖动、熄火等现象,其根本原因是缸内燃烧作功不足。混合气过浓将使缸内燃烧不完全、不稳定,而使发动机动力下降;混合气过稀将使缸内燃烧缓慢,以致使发动机动力不足;混合气质量变差,同样使燃烧作功不足,如冷却水渗漏、油质不佳等;混合气量值不足也是燃烧作功不足的原因。实例:一辆凌志LS400V8发动机,故障现象为怠速不稳,转速过低,但加速较正常。故障诊断:此车发动机配置L型卡门漩涡式空气流量计,首先测其信号为怠速下20Hz,稍有偏低,加速到2000r/min时,信号为70Hz,基本正常,测量系统油压为270Kpa,正常。测量岐管真空度为45Kpa(标准50—70kpa),明显真空度偏低,有真空漏气的可能。将所有真空管逐一检查未发现问题,用清洗剂喷涂检查时发现一个喷油器处有气泡现象。取下所有喷油器检查发现密封圈有不同程度的破损老化,更换密封圈后装复试车,怠速转速上升至760r/min,一切恢复正常。故障总结:对于L型发动机,由于真空漏气使一部分气体未经空气流量计测量,喷油量未增加,造成混合气过稀,导致燃烧作功不足,发动机转速下降而抖动。小部分漏气只影响怠速转速,如若用数据观察时发现步进电机的步数增加到最大,这是因为转速受混合气过稀的影响而下降,ECU指令开大怠速时的进气量来提高怠速转速,然而过稀的混合气对于调节步进电机的开量是无济于事的。当真空漏气过大时,将影响着车,影响加速动力。如果真空漏气部位在节气门前,它不影响怠速工况,但影响起步工况,这是因为怠速时步进电机控制进气量,漏气受到限制而起步时在慢开节气门情况下漏气大量涌进节气门空气未经计量,导致混合气过稀使发动机负荷增大,导致起步易熄火。混合气过稀不但影响怠速转速,同样影响其加速,有时也影响起步。漏气现象普篇存在,它是L型发动机产生混合气过稀的一大原因,应注意检查漏气部位及大小,这对分析怠速不稳故障是有帮助的。三、结束语从怠速控制系统的原理出发,简要介绍了怠速控制系统的作用、结构、工作原理和相关特性,这样对于怠速工况和怠速控制系统相关故障就有了一定的分析方法和检测手段。从工作实践中,总结了最为常见的二种与怠速有关的故障类型,并对每种故障加以研究、分析。通过实际案例的故障分析及总结,找到最为便捷的故障解决方案。致谢:本人理论掌握不完全、实践经验又浅,虽这次的论文在技师学院老师的指导下完成,但还存在许多的不足。希望能得到评审老师的指导和宝贵意见,我会更好地完善自己的论文,提高自己的内涵。参考文献:[1]孔宪峰.汽车发动机构造与维修[Ⅱ].北京高等教育出版社,2007.[2]陈家瑞.汽车构造[Ⅱ].北京机械工业出版社,2005.[3]曹红兵.汽车发动机电控系统结构原理与故障诊断.机械工业出版社,2007.[4]董国平.汽车维护与故障排除[Ⅲ].北京人民交通出版社,1996.[5]杨信.汽车构造[Ⅱ].北京理人民交通出版社,1996.
本文标题:怠速控制系统的检测和维修
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