【正文】 江 西 理 工 大 學(xué) 南 昌 校 區(qū) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 題 目 ： 怠速控制系統(tǒng)維護(hù)及故障排除的研究 系（院） ： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 汽車檢測(cè)與維修 班 級(jí) ： 09 汽車 學(xué) 生： 何君義 學(xué) 號(hào) ： 09314124 指導(dǎo)教師 ： 晁云 職稱 ： 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2022 屆專科畢業(yè)論文 1 摘 要 本文簡(jiǎn)要介紹了怠速控制系統(tǒng)的工作原理及控制類型，以及怠速控制系統(tǒng)的控制方式，結(jié)合現(xiàn)有車型的實(shí)際情況，對(duì)旁通空氣式怠速控 制裝置作了詳細(xì)介紹。通過 了解和掌握怠 速控制系統(tǒng)的原理、方式及與其它工況的關(guān)聯(lián)性，從而總結(jié)出對(duì)于怠速控制系統(tǒng)的故障的正確分析方法與簡(jiǎn)捷有序的檢測(cè)手段。 在此基礎(chǔ)上對(duì)常見的怠速控制系統(tǒng)的故障作了五 種分類 : 無怠速故障分析與檢測(cè) 、 怠速過高的故障分析與檢測(cè) 、 怠速游車故障分析與檢測(cè)、 怠速工況有負(fù)荷 不提速故障分析與檢測(cè) 、 怠速轉(zhuǎn)速過低故障分析與檢測(cè) 。 對(duì)每種故障類型通過工作中的實(shí)際案例加以分析，結(jié)合怠速控制系統(tǒng)的工作原理，對(duì)每類故障進(jìn)行故障總結(jié)，針對(duì)怠速控制系統(tǒng)故障復(fù)雜性提出了自己對(duì)于怠速系統(tǒng)故障處理與解決方案。 關(guān)鍵詞： 怠速控制系統(tǒng)；控制方式 ；常見故障 診斷方法；常見故障維修案例。 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2022 屆專科畢業(yè)論文 2 ABSTRACT This paper briefly introduces the idle control system39。s principle of work and the type of control, as well as idle speed control system, bined with the existing models of the actual situation, the bypass air idle speed control device in detail. By understanding and mastering the idle control system principle, way and other conditions of the association, which summed up the idle control system fault correct analysis method and simple and orderly means of detection. On the basis of the mon speed control system fault for five kinds of classification: no idling fault analysis and detection, high speed fault analysis and detection, idle amusement vehicle fault analysis and detection, the idle condition load is carried fast fault analysis and detection, fault analysis and detecting the idle speed is too low. For each type of fault through the work of the actual case to analysis, bined with the idle control system principle of work, to each kind of fault failure, idle speed control system for fault plexity presents itself for the idle system troubleshooting and solutions. Key word ： Idle speed control system。 control mode。 fault diagnosis。 fault repair case. 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2022 屆?？飘厴I(yè)論文 3 目 錄 第一章 怠速控制系統(tǒng)的概述 ????????????? ???? ?? 8 怠速系統(tǒng)的概述 ????????????????? ?????? 8 怠控制系統(tǒng)的工作原理 ? ?????????????? ????? 8 怠速控制系統(tǒng)的控制信號(hào) ?????????????? ????? 9 怠速控制系統(tǒng)的怠速執(zhí)行器的分類 ????? ?????????? 10 第二章 怠速控制系統(tǒng)的控制方式 ????? ??? ??? ???? ?? 11 旁通空氣式怠速控制裝置?????????????? ????? 11 步進(jìn)電機(jī)式怠速控 制系統(tǒng)????????????? ????? 12 旋轉(zhuǎn)電磁閥式怠速控制系統(tǒng) ???????????? ???? 13 節(jié)氣門直動(dòng)式怠速控制系統(tǒng) ????????????? ???? 16 第三章 怠速控制系統(tǒng)故障分析與檢測(cè) ????????? ? ????? 17 無怠速故障分析與檢測(cè) ??????????????? ????? 17 怠速過高的故障分析與檢測(cè) ????????????? ???? 20 怠速游車故障分析與檢測(cè) ??????????????????? 23 怠速工況有負(fù)荷 —— 不提速故障分析與檢測(cè) ???? ?? ???? 25 怠速轉(zhuǎn)速過低故障分析與檢測(cè) ???????????? ???? 28 總結(jié) ????????????????????????? ????? 35 參考文獻(xiàn) ??????????????????????? ????? 36 致謝 ????????????????????????? ????? 37 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2022 屆?？飘厴I(yè)論文 4 第一章 怠速控制系統(tǒng)的概述 怠速系統(tǒng)的概述 傳統(tǒng)的化油器采用單獨(dú)的怠速系由怠速空氣量孔 與怠速孔共同調(diào)節(jié)，以供應(yīng)怠速時(shí)較濃的混合氣，保持怠速工況的穩(wěn)定。但是這種機(jī)械的調(diào)節(jié)方式無法滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在復(fù)雜的外界條件下保持怠速排放良好的目標(biāo)。 電控汽油機(jī)在怠速工況時(shí)除了將怠速轉(zhuǎn)速適當(dāng)提高以降低排放以外，還可以通過調(diào)整空氣量與噴油的匹配將怠速轉(zhuǎn)速控制在一個(gè)比較穩(wěn)定的水平上，這樣控制的彈性很大，可以適應(yīng)復(fù)雜的外界環(huán)境。 怠速控制系統(tǒng)的工作原理 在電控怠速控制系統(tǒng)中， ECU 首先根據(jù)傳感器的輸入信號(hào)確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速；然后把目標(biāo)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，得到目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的差值；最后根據(jù)此差值確定達(dá) 到目標(biāo)轉(zhuǎn)速所需的控制量，驅(qū)動(dòng)怠速控制裝置增加或減少空氣量。微機(jī)控制怠速控制系統(tǒng)一般采用轉(zhuǎn)速反饋控制方式，車輛正常行駛時(shí)，為了避免怠速反饋控制與駕駛員通過油門踏板動(dòng)作引起的空氣量調(diào)節(jié)發(fā)生干涉，電控怠速控制系統(tǒng)需要用節(jié)氣門全部閉信號(hào)、車速信號(hào)等對(duì)怠速狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)，只有怠速狀態(tài)得到確認(rèn)的情況下才進(jìn)行怠速反饋控制。 除了上述怠速穩(wěn)定控制外，現(xiàn)代電控汽油機(jī)的怠速控制系統(tǒng)，還把過去由其他裝置實(shí)現(xiàn)的功能集中到怠速控制系統(tǒng)中，如：起運(yùn)后控制暖機(jī)過程控制負(fù)荷變化，預(yù)控制電動(dòng)負(fù)荷變化控制等幾方面內(nèi)容。在現(xiàn)代電控汽油機(jī)中，這些 控制功能都已由電控怠速控制裝置來完成，這樣不僅減少了零部件，發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化和緊湊，而且也有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性?？傊?，怠速控制的實(shí)質(zhì)是對(duì)怠速工況的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，以控制怠速轉(zhuǎn)速。 怠速控制系統(tǒng)的控制信號(hào) 兩個(gè)重要控制信號(hào) 怠速控制有無或怠速控制好壞，取決于怠速工況的輸入信號(hào)和控制怠速執(zhí)行器的輸出信號(hào)。如果在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元未收到怠速信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元不做怠速控制，也就是說發(fā)動(dòng)機(jī)即使工作在怠速工況，由于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元不對(duì)怠速閥進(jìn)行控制，那么發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有可能偏離目標(biāo)轉(zhuǎn)速，使 發(fā)動(dòng)機(jī)不穩(wěn)，更談不上有負(fù)荷時(shí)提速控制。往往在負(fù)荷的作用下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降、不穩(wěn)以致江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2022 屆?？飘厴I(yè)論文 5 熄火。如若有輸入信號(hào)，而無輸出信號(hào)或輸出信號(hào)不良，同樣使執(zhí)行器工作不正常而導(dǎo)致怠速轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，當(dāng)然若執(zhí)行器本身壞、或卡、臟、滯同樣會(huì)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)。倘若機(jī)械等方面原因（氣阻、真空漏氣、節(jié)氣門調(diào)節(jié)不良、排氣受阻、 EGR閥門不良、缺缸等），也同樣使控制失靈而導(dǎo)致怠速不穩(wěn)，單從兩個(gè)控制信號(hào)來講，它是怠速工況最重要部分。 一、輸入信號(hào) 當(dāng)前電噴車有兩種信號(hào)形式，一是怠速觸點(diǎn)信號(hào)；二是節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)。無論哪種信號(hào)形式，都將信號(hào)輸入 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元表明怠速工況。 ①怠速觸點(diǎn)信號(hào)：它在節(jié)氣門位置傳感器中（ 4 線插頭），其中有一線為 IDL。當(dāng)?shù)∷贂r(shí)，節(jié)氣門全關(guān)， IDL 信號(hào)為 OV（觸點(diǎn)打開）。 ②節(jié)氣門位置初點(diǎn)信號(hào)：此節(jié)氣門位置傳感器取消怠速觸點(diǎn)（ 3 線插頭），怠速工況信號(hào)代之，進(jìn)口車一般為小于 ，國產(chǎn)車一般小于 。在規(guī)定的節(jié)氣門信號(hào)范圍內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元便認(rèn)為是怠速工況，并控制怠速閥工作，大于規(guī)定信號(hào)范圍，便認(rèn)為加速工況，不做怠速控制。 二、輸出信號(hào) 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元收到怠速輸入信號(hào)后，便向執(zhí)行器輸出一個(gè)控制信號(hào)，讓執(zhí)行器按發(fā) 動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速進(jìn)行工作。此信號(hào)一般為脈沖信號(hào)，根據(jù)不同怠速執(zhí)行器的種類，信號(hào)控制方式也略有不同。 怠速控制系統(tǒng)的怠速執(zhí)行器的分類 四種怠速執(zhí)行器 電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速控制，主要是由怠速執(zhí)行器來完成。由于不同車型的不同配置，其執(zhí)行器類別也有著較大區(qū)別，控制方法也不盡相同，但它們所完成的任務(wù)是一致的。當(dāng)前電噴發(fā)動(dòng)機(jī)所配置的怠速執(zhí)行器可分為 4 類。 一、伸縮閥式（二線制） 它是由一組線圈和閥芯組成，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元向線圈發(fā)出一個(gè)占空比不同的脈沖電流，控制線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度（吸力），使線圈內(nèi)部的閥芯停留在 任一個(gè)動(dòng)態(tài)位置上，從而達(dá)到怠速所要求的進(jìn)氣量，即而完成控制怠速轉(zhuǎn)速的目的。 二、旋轉(zhuǎn)閥式（三線制） 它是由兩組線圈和一個(gè)閥芯組成（一根電源線兩根控制線），通過對(duì)兩組線圈不同占空比脈沖電流的控制，使它傘兵磁場(chǎng)強(qiáng)度不同，從而使閥芯在 90176。轉(zhuǎn)角內(nèi)左右轉(zhuǎn)動(dòng)任一位置，來達(dá)到閥門的開度控制，即可完成控制怠速轉(zhuǎn)速的目的（多用于豐田車系）。 三、步進(jìn)電機(jī)式 它是由兩組或四組線圈和閥芯組成。通過對(duì)各組線圈的電流控制（脈沖電流），即正向順序或反向順序控制，使電機(jī)內(nèi)部形成一個(gè)正向或反向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2022 屆專科畢業(yè)論文 6 閥芯為一個(gè)永磁式轉(zhuǎn)子，在旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)的作用下，閥芯可以按步進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)閥桿伸縮直線運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)進(jìn)氣量完成怠速控制的目的。 步進(jìn)電機(jī)均為可逆式電機(jī)，按步數(shù)進(jìn)行控制，一般為 125 步和 255 步兩種。步數(shù)越多，控制精度越高。 每一個(gè)脈沖電流轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度稱之為一步，每步 11176。，每周為 32 步，量程為 0— 125 步，大約 4 周，調(diào)節(jié)速率可達(dá)每秒 160 次。 ①四線制步進(jìn)電機(jī)：它是由兩組線圈組成。分每組線圈極性變換控制和兩組線圈控制，來達(dá)到順向或逆向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的控制。 ②六線制步進(jìn)電機(jī)：它是由四組線圈組成。 通過各線圈的順序控制，來完成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的控制，從面達(dá)到閥芯開度的控制。 步進(jìn)式怠速控制執(zhí)行器，由于控制精度高，控制量程大。它將是當(dāng)代發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制的主流。 四、直動(dòng)電機(jī)式（二線制） 它是一個(gè)直流可逆電機(jī)，它的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及停留位置由電機(jī)反饋信號(hào)決定，它安裝在主氣道節(jié)氣門體上，直接推動(dòng)節(jié)氣門翻板來控制怠速工況進(jìn)氣量。此方式取消了旁通氣道，多用于韓國現(xiàn)代和大眾系列車型。 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2022 屆?？飘厴I(yè)論文 7 第二章 怠速控制系統(tǒng)的控制方式 怠速控制的本質(zhì)是怠速進(jìn)氣量的控制，但從怠速進(jìn)氣量控制方式的基本特征分類，可分為：一類是以控制怠 速旁通空氣道截面大小和基本特征，對(duì)怠速空氣流量進(jìn)行調(diào)節(jié)下旁通氣道控制方式；另一類是以直接控制節(jié)氣門的開度和基本特征，對(duì)怠速空氣流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的氣圖 1 皇冠 主繼電器控制電路 6 門直動(dòng)控制方式。由于控制方式不同，因此控制裝置在結(jié)構(gòu)上有效大的差異。 旁通空氣式怠速控制裝置 在旁通空氣式控制方式中，應(yīng)用比較廣泛的 控制裝置，主要有步進(jìn)電機(jī)式怠速控制裝置和旋轉(zhuǎn)滑閥式怠速控制裝置。 步進(jìn)電機(jī)式怠速控制系統(tǒng) 組成步進(jìn)電機(jī)式怠速控制系統(tǒng)由傳感器、 ECU、步進(jìn)電機(jī)式怠速控制閥。 （ 1）步進(jìn)電機(jī) 式怠速控制閥 步進(jìn)電機(jī)式怠速控制閥，如圖 3 所示