汽车电控发动机构造与维修7.pptx
《汽车电控发动机构造与维修7.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《汽车电控发动机构造与维修7.pptx(99页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第七章怠速操作系统的测试、诊断与维修一 任务引入二 任务分析三 相关知识四 任务实施学习目标:1.了解发动机怠速转速的操作要求及操作方法;2.掌握怠速操作系统的结构与工作原理;3.掌握转阀式怠速操作阀、步进电机式怠速操作阀的检查方法;4.掌握群众车系怠速操作系统的检查方法。一 任务引入 怠速是发动机重要的运行工况之一,常见的故障现象有怠速不稳、怠速过低、怠速过高、怠速时开空调熄火等,因此,诊断和排除怠速操作系统的故障是发动机故障诊断与排除的一项重要内容。二 任务分析 发动机的怠速操作系统主要有旁通空气操作式和节气门直动式两大类,如图7-1 所示,其中,旁通空气操作式又分线性电磁阀式、转阀式、步
2、进电动机式等类型。怠速操作系统的种类不同,故障检测的方法也有所不同,在实际操作中,往往需要根据其结构特点,利用万用表等工具,对相关的部件及电路进行检测,再由检测的结果来判断故障的位置。三 相关知识 1.对发动机怠速转速的操作要求2.怠速操作系统的结构与工作原理 1.对发动机怠速转速的操作要求1)正常怠速或低怠速2)起动、暖机怠速3)高怠速 怠速是指发动机不向外输出功率,燃料燃烧所作的功仅仅用于发动机的内部摩擦和带动相关的附属设备,此时,节气门往往处于关闭状态,发动机只需要吸入极少量的空气,喷油器也只需要喷入极少量的燃油,相应的转速也维持较低。1)正常怠速或低怠速 水温正常,且空调、大灯等附属设
3、备关闭时,怠速一般应为750 850r/min,称为正常怠速或低怠速。2)起动、暖机怠速 起动、暖机时,由于水温较低、发动机内部摩擦力较大,低怠速下容易造成运转不稳,且长时间低温运行会增大发动机的磨损,因此,要求怠速适当提(提高的幅度与当时的水温有关,水温越低,提高的幅度越大),这样,既利于运转平稳,又利于快速暖机。随着水温的升高,要求转速逐步向正常怠速或低怠速过渡,如图7-2 所示。3)高怠速 翻开空调、前照灯等附属设备、动力转向投入工作或自动变速器换上行驶挡位时,发动机的负载增大,转速有下降的趋势,此时要求怠速转速自动提高,一般要求到达1000 1200r/min,称为高怠速(或快怠速)。
4、2.怠速操作系统的结构与工作原理 1)旁通空气式怠速操作系统2)节气门直动式怠速操作系统1)旁通空气式怠速操作系统(1)转阀式怠速操作阀(2)线性电磁阀式与开关电磁阀式怠速操作阀(3)步进电动机式怠速操作阀 旁通空气式怠速操作系统主要由怠速操作阀(ISCV)、发动机ECU 以及各种传感器等组成,如图7-3 所示,其中,怠速操作阀装于绕过节气门的旁通气道,怠速时,节气门完全关闭,所有空气经由该旁通气道进入发动机,ECU 只要操作怠速操作阀的开度,即可操作旁通空气量,从而到达操作怠速转速的目的。起动、暖机时的怠速操作:起动时,怠速操作阀完全翻开,旁通气道的开度最大,流过旁通气道的空气量较大,从而确
5、保发动机能够顺利起动,如图7-4 所示;起动后,随着发动机水温的逐步升高,怠速操作阀的开度逐步减小,水温正常后到达正常怠速所需的开度位置。怠速反响操作:如果怠速转速偏离了设定值,ECU 会通过调整怠速操作阀开度的方法来进行修正。负荷调节操作:当翻开空调,或翻开前大灯,或将变速杆从N 挡换至D 挡或R 挡时,发动机负载突然增大,转速有下降的趋势,此时,ECU 会使怠速操作阀的开度适当增大,以确保转速不致下降。此外,当节气门由大开度突然完全关闭时,ECU 也会瞬时翻开怠速操作阀,以防发动机转速突然过低。(1)转阀式怠速操作阀 转阀式怠速操作阀有单线圈式和双线圈式两种,其中,单线圈式为新型,双线圈式
6、为旧型。单线圈转阀式怠速操作阀由电磁线圈,IC(集成电路)永久磁铁和转阀组成,如图7-5 所示,其中转阀的一端通空气滤清器,另一端通节气门前方。改变转阀的转角,即可以改变空气通道的大小。发动机ECU 向IC(集成电路)发送一定频率的方波信号,再由IC 操作电磁线圈的工作电流,ECU 只要改变方波信号的占空比,即可改变转阀的开度。占空比:方波信号的一个周期中,高电平所占的百分比。提示:如果发生电流中断故障(例如电路断路),转阀会在永久磁铁的作用下翻开至某一固定开度,怠速转速可到达1000 2000r/min。双线圈转阀式怠速操作阀由两个电磁线圈、永久磁铁、双金属片和转阀等组成,如图7-6 所示,
7、其工作原理如图7-7 所示。两个电磁线圈通电后所产生的磁场同极相对,共同对转轴上的永久磁铁产生作用力,线圈A 的磁场使转阀开度增大,线圈B 的磁场使转阀开度减小。当两个磁场强度相同时,转阀处于中间位置;当两个磁场强度不同时,转阀发生偏转:如果线圈A 的磁场大于线圈B 的磁场,则转阀开度增大;如果线圈A的磁场小于线圈B 的磁场,则转阀开度减小。转阀的最终位置取决于两个磁场强度与双金属片弹力的平衡状态。发动机ECU 通过操作两个线圈通电的占空比来操作其工作电流,但两个占空比信号的频率相同、方向相反,因而占空比互补。例如:线圈A 的占空比为60 时,线圈B 的占空比则为40,这样,线圈A 的工作电流
8、就大于线圈B 的工作电流,因而转阀的开度增大,发动机的怠速随之升高。提示:线圈A 发生断路时,怠速会过低或不稳;线圈B 发生断路,怠速会过高。双线圈转阀式怠速操作阀的操作电路如图7-8所示,两个线圈由电源电路同时供电,并分别由ECU 的两个三极管操作,其中一个三极管的基极电路设有反向器。(2)线性电磁阀式与开关电磁阀式怠速操作阀 线性电磁阀式怠速操作阀:发动机ECU通过占空比来操作电磁线圈的工作电流,从而直接操作阀门的开度,如下图。开关电磁阀式怠速操作阀:电磁线圈只有通电和断电两种状态,怠速操作阀也只有开、关两种状态,如图7-10 所示。怠速操作阀翻开时发动机的怠速只能提高100r/min 左
9、右。由于这两种怠速操作阀对怠速的调节范围有限,目前已经很少使用。(3)步进电动机式怠速操作阀 步进电动机式怠速操作阀装在节气门体或进气室上,当步进电动机的转子转动时,其阀杆伸出或缩入,阀杆一端的阀门即可操作旁通气道的开度,如图7-11 所示。阀门从全关到全开,步进电动机可转125 步,阀门的开度也相应有125 级(丰田汽车)。步进电动机的转子由永久磁铁制成,定子则由两个16 极铁芯构成,每个铁芯上绕有两组线圈,两个铁芯共4 组线圈(分别为C1、C2、C3、C4),每组线圈都由8 个线圈组成,每个线圈都各自绕在一个铁芯极上,这样就形成了16 对磁极(共32 个磁极),如图7-11(下)所示。线圈
10、C1 通电时,其磁场使转子转到C1磁极对应的位置;线圈C2 通电时,其磁场则使转子转到C2 磁极对应的位置,以此类推。如果发动机ECU 按照C1-C2-C3-C4 的顺序给4 组线圈通电,则转子向顺时针方向步步转动,怠速阀步步翻开;如果发动机ECU 按照C4-C3-C2-C1 的顺序给4 组线圈通电,则转子向逆时针方向步步转动,怠速阀则步步关闭。丰田汽车步进电动机式怠速操作阀的操作电路如图7-12 所示。该怠速操作阀具有如下的特定功能。起动位置设定:当发动机停止运转时,ECU 将怠速操作阀置于完全翻开位置,以确保发动机下一次能够顺利起动。主继电器操作:点火开关断开时,ECU会继续维持主继电器接
11、通一段时间,以便步进电动机完成起动位置设定。自学习记忆功能:发动机熄火后,ECU内部会记忆到达规定怠速所需要的步数,以便下次起动后能够迅速稳定怠速。2)节气门直动式怠速操作系统(1)“半电子节气门”(2)“全电子节气门”节气门体上不再设置旁通气道,也不再设置怠速操作阀,发动机ECU 通过直接操作节气门开度的方式来操作怠速转速,如图7-1b)所示。(1)“半电子节气门”节气门的开度只有在怠速工况下才受发动机ECU 的操作,非怠速工况则由驾驶员通过加速踏板人工操作。群众车系广泛采用的此种类型的节气门体如图7-13 所示,其节气门轴的一端为节气门拉索盘,另一端为怠速稳定操作器。怠速稳定操作器由怠速电
12、动机、齿轮组、应急弹簧以及相关传感器等组成,其中传感器包括节气门位置传感器、怠速节气门位置传感器、怠速开关等。怠速时,怠速开关闭合,发动机ECU据此判定进入怠速状态,于是开始通过怠速电动机及齿轮组等元件在一定范围内操作节气门的开度,节气门实际开度则由怠速节气门位置传感器信号反响给ECU,从而既可以实现对故障的监测功能,也可以实现ECU 的自学习记忆功能。应急弹簧则用于应急运转功能。故障监测功能:当节气门的开度不能按照ECU 的操作指令变化,或开度已经到达操作极限,而怠速转速却仍然达不到目标值,ECU 内会储存相应的故障代码“怠速调整超出极限”。此时实际的故障原因可能为:节气门因污物而被卡、空气
13、滤清器阻塞、进气系统漏气、其他机械故障等,应根据实际情况进行排除,一般情况下,节气门因污物而被卡较为多见,此时清洗节气门体即可。ECU 的自学习记忆功能:发动机熄火后,ECU 内部会记忆维持规定怠速所需要的节气门开度,以便下次起动后能够迅速稳定怠速。此功能可以确保发动机逐渐磨损后,其怠速仍然维持不变。应急运转功能:当ECU 对怠速的操作失效时,应急弹簧可将节气门拉开至某一开度,从而使发动机维持在某一高怠速下继续运行。提示:在对节气门体进行清洗等维修作业或更换节气门体,或更换ECU 后,ECU 内部的记忆值与节气门的实际开度可能不一致,因此会造成怠速波动现象。解决方法有以下两种。方法一:起动发动
14、机,反复踩几次加速踏板,并使发动机怠速运转30min 左右即可(利用ECU 的自学习记忆功能使怠速逐渐恢复稳定)。方法二:用故障诊断仪的“自适应匹配”功能去除ECU 内部的记忆值,并利用怠速节气门位置传感器信号重新记忆新的数据。(2)“全电子节气门”近年来,许多车型上又出现了一种所谓的“全电子节气门”,或称为“智能节气门”。其全部开度范围都受发动机ECU的操作,如图7-14 所示,主要工作特点是:用节气门操作电动机完全取代了节气门拉索,在加速踏板处另设一个加速踏板位置传感器,发动机ECU 则根据该传感器信号操作节气门操作电动机电流的大小和方向,从而操作节气门的开度,节气门的实际开度则由节气门位
15、置传感器反响给发动机ECU。丰田公司“全电子节气门体”的结构如图7-15 所示,主要由节气门、节气门操作电动机、齿轮机构、节气门位置传感器、复位弹簧和其他部件构成。当没有电流流向电动机时,复位弹簧使节气门开启到一个固定位置(大约7,丰田卡罗拉为6),但是,在正常怠速期间,节气门的开度反而要小于这个固定位置。“全电子节气门”的操作模式如图7-16所示,在正常模式下,节气门开度随加速踏板转角变化,但略小于加速踏板转角,以确保汽车能够平稳行驶。当按下雪地模式开关时,节气门开度会减小,以防止车辆在较滑路面上打滑;当按下动力模式开关时,节气门开度增大,对加速踏板转角的直接反响性增强,从而使发动机输出较强
16、的动力。采用“全电子节气门”时,还可以实现如下操作功能。扭矩激活操作功能:节气门开度小于或大于加速踏板转角,以确保汽车平稳加速。如图7-17 所示,当驾驶员突然踩下加速踏板时,如果没有转矩激活操作功能,节气门开度与加速踏板转角同步,汽车加速度(纵向力G)会迅速升高,然后又逐渐下降,而有转矩激活操作功能时,节气门则逐渐开启,使汽车加速度逐渐上升而得到平稳加速的效果。怠速操作功能:ECU 通过操作节气门开度,使发动机保持理想的怠速状态。换挡减振操作:自动变速器换挡时,减小节气门开度,从而降低发动机转矩。驱动防滑操作:驱动轮出现滑转现象时,减小节气门开度,从而降低发动机转矩。车身动态操作功能:车辆高
17、速转弯时,如果出现侧滑现象,则减小节气门开度,从而降低发动机功率。巡航操作功能:发动机ECU 直接操作节气门开度,实现巡航操作功能。四 任务实施 1.实训目的2.设备准备3.实训步骤4.实训要求1.实训目的 可以进行各种怠速操作阀及其操作电路的检查。可以进行群众车系怠速操作系统的检查。2.设备准备 丰田5A-FE 发动机台架一台(或配该发动机的整车一辆);群众捷达汽车(或其他采用“半电子节气门”的汽车)一辆;群众汽车专用故障诊断仪V.A.G1551/1552 一台;万用表一只;发动机舱护罩一套;“三件套”一套;通用工具一套。3.实训步骤1)转阀式怠速操作阀的检查2)步进电动机式怠速操作阀的检查
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 汽车 发动机 构造 维修
限制150内