福美來怠速不良原因與控制措施

/畢業(yè)論文論文題目：福美來怠速不良原因與控制措施專業(yè):汽車制造與裝配技術班級：學號：姓名：指導教師：二零一二年十一月福美來怠速不穩(wěn)的原因與控制措施摘要怠速是指節(jié)氣門關閉，加速踏板完全松開，且發(fā)動機對外無功率輸出,并且保持最低轉速克服自身阻力穩(wěn)定運轉的工況。汽車怠速不穩(wěn)與控制措施是本課題研究的重要話題，怠速不穩(wěn)是汽車維修中常見的故障之一,它有多種表現(xiàn)形式，如進氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、發(fā)動機機械系統(tǒng)等故障,同時怠速控制措施也很重要，怠速工況的控制性能反應了一部車的技術性，穩(wěn)定性，動力性，經(jīng)濟性，排放性等各種技術指標。怠速控制中具體通過高怠速控制和啟動中控制 、暖機控制、學習控制、反饋控制等來保證發(fā)動機怠速正常穩(wěn)定的工作.關鍵詞：怠速不良,怠速不穩(wěn)，怠速控制目錄TOC\o"1-2”\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc343600849”摘要 IHYPERLINK\l”_Toc343600850"1怠速定義和抖動原理 41.1怠速定義 41.2怠速抖動原理 4HYPERLINK\l”_Toc343600853"2怠速控制系統(tǒng)功能 43怠速控制系統(tǒng)的組成 64怠速不良的原因 8HYPERLINK\l”_Toc343600856"4.1進氣系統(tǒng) 8HYPERLINK\l”_Toc343600857"4.2燃油系統(tǒng) 94.3點火系統(tǒng) 9HYPERLINK\l”_Toc343600859"4.4機械結構 10_Toc343600861”5.1怠速運行的條件 11HYPERLINK\l”_Toc343600862”5。2怠速控制的原理 11HYPERLINK\l”_Toc343600863”5。3高怠速運行控制 125.4其它怠速控制 126福美來怠速不穩(wěn)案例 14_Toc343600869"參考文獻 171怠速定義和抖動原理1。1怠速定義怠速不是一種速度,而是一種工作工況.怠速定義是指發(fā)動機空轉運轉時，完全放松油門油門踏板，這時發(fā)動機就處于怠速狀態(tài)。發(fā)動機怠速時的轉速被稱為怠速轉速，它是維持發(fā)動機對外沒有輸出功率克服自身阻力時的最低轉速。怠速轉速可以通過調整節(jié)氣門大小等來調整其高低，至到調到怠速轉速以發(fā)動機不抖動、耗油最少時的最低轉速為最佳。1。2怠速抖動原理汽缸內氣體作用力的變化（一個氣缸氣體作用力變化或幾個氣缸氣體作用力變化)，引起各汽缸功率不平衡，導致各活塞在做功行程時的水平方向分力不一致，出現(xiàn)對發(fā)動機橫向搖倒的力矩不平衡,從而產(chǎn)生發(fā)動機抖動.也可以說，凡是引起發(fā)動機汽缸內氣體作用力變化的故障都有可能導致發(fā)動機怠速抖動。2怠速控制系統(tǒng)功能怠速控制的目的是在保證發(fā)動機排放要且運轉穩(wěn)定的前提下，盡量使發(fā)動機的怠速轉速保持最低，以降低怠速時的燃油消耗量.電控噴射式發(fā)動機在怠速工況時，空氣通過節(jié)氣門縫隙或旁通節(jié)氣門的怠速空氣道進入發(fā)動機，并由空氣流量計（或進氣絕對壓力傳感器）對進氣量進行控制，電控燃油噴射系統(tǒng)(EFI）則根據(jù)各傳感器信號控制噴油量，保證發(fā)動機的怠速運轉。怠速控制系統(tǒng)的功能是根據(jù)發(fā)動機的工作溫度和負載，由ECU自動控制怠速工況下的空氣供給量，維持發(fā)動機以穩(wěn)定怠速運轉。如圖5-1。 (a)(b)圖5-1怠速進氣量控制方法a)節(jié)氣門直動式b）旁通空氣式1—節(jié)氣門2—進氣管3—節(jié)氣門操縱臂4—執(zhí)行元件5—怠速空氣道3怠速控制系統(tǒng)的組成怠速控制系統(tǒng)主要由傳感器、ECU、和執(zhí)行元件三大部分組成,如圖5—2所示。傳感器的功用是檢測發(fā)動機的運行工況的負載設備的工作狀況，ECU根據(jù)各種傳感器的輸入信號確定一個怠速運轉的目標轉速,控制執(zhí)行元件的工作,以調節(jié)進氣量,使發(fā)動機的怠速轉速達到所確定的目標轉速。到進氣管到進氣管圖5-2發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)結構圖在怠速控制系統(tǒng)中,ECU需要根據(jù)節(jié)氣門位置信號和車速信號確認怠速工況,只有在節(jié)氣門全關、車速為零時，ECU控制的怠速系統(tǒng)才起作用。如圖5-3。圖5—3ECU控制簡圖1—冷卻液溫度2—壓縮機SW3—液力變矩器負荷信號4—比較5—節(jié)氣門全閉信號6—車速信號7—目標轉速4怠速不良的原因4.1進氣系統(tǒng)（1）進氣歧管或各種閥泄漏當不該進入的空氣、汽油蒸汽、燃燒廢氣進入到進氣歧管，造成混合氣過濃或過稀，使發(fā)動機燃燒不正常。當漏氣位置只影響個別汽缸時，發(fā)動機會出現(xiàn)較劇烈的抖動，對冷車怠速影響更大。常見原因有:進氣總管卡子松動或膠管破裂;進氣歧管襯墊漏氣；進氣歧管破損或其它機件將進氣歧管磨出孔洞；噴油器O型密封圈漏氣；真空管插頭脫落、破裂；曲軸箱強制通風（PCV）閥開度大；活性炭罐閥常開；廢氣再循環(huán)（EGR）閥關閉不嚴等.(2）節(jié)氣門和進氣道積垢過多節(jié)氣門和周圍進氣道的積炭、污垢過多，空氣通道截面積發(fā)生變化，使得控制單元無法精確控制怠速進氣量，造成混合氣過濃或過稀，使燃燒不正常。常見原因有:節(jié)氣門有油污或積炭；節(jié)氣門周圍的進氣道有油污、積炭；怠速步進電機、占空比電磁閥、旋轉電磁閥有油污、積炭。（3）怠速空氣執(zhí)行元件故障怠速空氣執(zhí)行元件故障導致怠速空氣控制不準確.常見原因有：節(jié)氣門電機損壞或發(fā)卡；怠速步進電機、占空比電磁閥、旋轉電磁閥損壞或發(fā)卡。(4）進氣量失準控制單元接收錯誤信號而發(fā)出錯誤的指令，引起發(fā)動機怠速進氣量控制失準,使發(fā)動機燃燒不正常，屬于怠速不穩(wěn)的間接原因。常見原因有：空氣流量計或其線路故障；進氣壓力傳感器或其線路故障；發(fā)動機控制單元插頭因進水接觸不良或電腦內部故障。4。2燃油系統(tǒng)(1）噴油器故障噴油器的噴油量不均、霧狀不好,造成各汽缸發(fā)出的功率不平衡.常見原因有：噴油器堵塞、密封不良、噴出的燃油成線狀等.（2)燃油壓力故障油壓過低，從噴油器噴出的燃油霧化狀態(tài)不良或者噴出的燃油成線狀，嚴重時只噴出油滴,噴油量減少使混合氣過稀;油壓過高，實際噴油量增加，使混合氣過濃。常見原因有：燃油濾清器堵塞；燃油泵濾網(wǎng)堵塞;燃油泵的泵油能力不足；燃油泵安全閥彈簧彈力過??；進油管變形；燃油壓力調節(jié)器有故障；回油管壓癟堵塞。(3)噴油量失準各傳感器或線路故障，導致控制單元發(fā)出錯誤指令,使噴油量不正確，造成混合氣過濃或過稀，屬于怠速不穩(wěn)的間接原因。具體原因有：空氣流量計(或進氣歧管壓力傳感器）故障;節(jié)氣門位置傳感器故障；節(jié)氣門怠速開關故障；冷卻液溫度傳感器故障；進氣溫度傳感器故障；氧傳感器失效；以上傳感器的線路有斷路、短路、接地故障；發(fā)動機控制單元插頭因進水接觸不良或電腦內部故障。4。3點火系統(tǒng)（1)點火模塊與點火線圈近些年各車型多將點火模塊與點火線圈制成一體，點火模塊或點火線圈有故障主要表現(xiàn)為高壓火花弱或火花塞不點火。常見原因有：點火觸發(fā)信號缺失；點火模塊有故障；點火模塊供電或接地線的連接松動、接觸不良；初級線圈或次級線圈有故障等.(2)火花塞與高壓線火花塞、高壓線故障導致火花能量下降或失火.常見原因有：火花塞間隙不正確；火花塞電極燒蝕或損壞；火花塞電極有積炭；火花塞磁絕緣體有裂紋；高壓線電阻過大;高壓線絕緣外皮或插頭漏電；分火頭電極燒蝕或絕緣不良。(3）點火提前角失準由于傳感器及線路故障屬于引起怠速不穩(wěn)的間接原因,控制單元發(fā)出錯誤指令，使點火提前角不正確，或造成點火提前角大范圍波動。常見原因有：空氣流量計或進氣壓力信號故障;霍爾傳感器故障；冷卻液溫度傳感器故障；進氣溫度傳感器故障；爆震傳感器故障;以上傳感器的線路有斷路、短路、接地故障；發(fā)動機控制單元因進水引起插頭接觸不良或內部電路損壞.(4)其它原因三元凈化催化器堵塞引起怠速不穩(wěn)，這種故障在高速行駛時最易發(fā)現(xiàn).自動變速器、空調、轉向助力器有故障會增加怠速負荷,引起怠速不穩(wěn).發(fā)動機控制單元與空調、自動變速器控制單元之間的怠速提升信號中斷，在安裝CAN—BUS的車輛存在總線系統(tǒng)故障。隨著新技術、新結構的增加，引起怠速不穩(wěn)的因素會更多，診斷者必須全面考慮問題。4.4機械結構(1）配氣機構配氣機構故障導致個別汽缸的功率下降過多，從而使各汽缸功率不平衡.常見原因有:正時皮帶安裝位置錯誤,使各缸氣門的開閉時間發(fā)生變化，導致配氣相位失準,各汽缸燃燒不正常.氣門工作面與氣門座圈積炭過多，氣門密封不嚴，使各汽缸壓縮壓力不一致。凸輪軸的凸輪磨損，各缸凸輪的磨損不一致導致各汽缸進入空氣量不一致。氣門相關件有故障,如氣門推桿磨損或彎曲，搖臂磨損，氣門卡住或漏氣，氣門彈簧折斷等。我曾遇到2例因氣門彈簧折斷而出現(xiàn)間斷性怠速抖動，使用各種儀器檢測都不能確定原因，拆卸氣門彈簧后才發(fā)現(xiàn)故障原因。另外，裝有液壓挺桿的發(fā)動機，在通往汽缸蓋的機油道上安裝一個泄壓閥，當壓力高于300kPa，打開該閥。如果該閥堵塞，由于壓力過高會使液壓挺桿伸長過多,導致氣門關閉不嚴。進氣門背部存在大量積炭，使冷車時吸附剛噴入的燃油,而不能進入汽缸,由于混合氣過稀導致冷車快怠速不穩(wěn)。(2）發(fā)動機體、活塞連桿機構這些故障都會使個別汽缸功率下降過多，從而使各汽缸功率不平衡。常見原因有：汽缸襯墊燒蝕或損壞，造成單缸漏氣或兩缸之間漏氣;活塞環(huán)端隙過大、對口或斷裂,活塞環(huán)失去彈性；活塞環(huán)槽內積炭過多；活塞與汽缸磨損，汽缸圓度、圓柱度超差;因汽缸進水后導致的連桿彎曲，改變壓縮比；燃燒室積炭會改變壓縮比,積炭嚴重導致怠速不穩(wěn)。(3)其它原因曲軸、飛輪、曲軸皮帶輪等轉動部件動平衡不合格，發(fā)動機支腳墊斷裂損壞，發(fā)動機底護板因變形與油底殼相撞擊等,這些原因只會造成發(fā)動機振動而不影響轉速。5怠速控制的方法措施怠速控制的實質就是對怠速工況下的進氣量進行控制.在發(fā)動機集中控制系統(tǒng)中,控制怠速進氣量的方法可分為兩種基本類型：節(jié)氣門直動式和旁通空氣式.節(jié)氣門直動式通過執(zhí)行元件改變節(jié)氣門的最小開度來控制怠速進氣量，而旁通空氣怠速控制系統(tǒng)中,設有旁通節(jié)氣門的怠速空氣道,由執(zhí)行元件控制流經(jīng)怠速空氣道的空氣量。目前應用比較廣泛的是旁通空氣式怠速控制系統(tǒng).按執(zhí)行元件的類型不同,旁通空氣式怠速控制系統(tǒng)又分步進電動型、旋轉電磁閥型、占空比控制電磁閥型、開關型等.怠速控制的方法及執(zhí)行元件的類型因車而異,目前應用較多的是步進電動機控制的旁通空氣式怠速控制系統(tǒng)。5.1怠速運行的條件怠速工況指發(fā)動機對外無功率輸出的穩(wěn)定運轉工況.此時節(jié)氣門開度最小，汽車處于空檔，發(fā)動機只克服自身阻力和帶動附件維持最低穩(wěn)定轉速。5。2怠速控制的原理ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器輸出的信號判斷發(fā)動機是否處于怠速狀態(tài)，然后根據(jù)冷卻液溫度、空調開關、動力轉向開關等傳感信號，在存儲器中查出該工況目標轉速（即能穩(wěn)定運轉的怠速轉速）,再與發(fā)動機轉速傳感器傳來的實際轉速進行比較,計算出轉速差，最后通過怠速控制閥的動作（調節(jié)進氣量）來提高或降低發(fā)動機的轉速，使發(fā)動機穩(wěn)定運轉。5。3高怠速運行控制（1）負載增大時的怠速控制當汽車上使用的電器增多時，將引起電源系供電電壓降低，同時發(fā)動機的負荷也要增大。為保證ECU的+B端有正常的供電電壓，需要相應地增加進氣量，提高發(fā)動機的怠速轉速.(2）發(fā)動機轉速變化的預測控制發(fā)動機處于怠速工況時，空調開關、空檔起動開關等接通或斷開時，都會引起發(fā)動機怠速負荷變化，產(chǎn)生較大的怠速轉速波動。為了減小負荷變化對怠速轉速的影響，ECU在收到以上開關量信號、發(fā)動機轉速變化出現(xiàn)前，就控制怠速控制閥預先把閥門開大或關小一個固定的距離。5.4其它怠速控制（1）起動初始位置設定為了改善發(fā)動機的再次起動性能，在點火開關斷開時，ECU將控制怠速控制閥處于全開狀態(tài)，為再次起動作好準備。當ECU內部主繼電器控制電路接收到點火開關OFF位置信號時，ECU將利用備用電源輸入端提供的電壓控制主繼電器線圈繼續(xù)供電2秒，使步進電機的怠速控制閥退回到初始位置，以便下次起動時具有較大的進氣量。（2)起動中控制由于發(fā)動機起動前，ECU已把怠速控制閥的初始位置設定在最大開度位置，因此發(fā)動機起動后，若怠速控制閥仍保持全開，則會引起發(fā)動機轉速過高.為避免出現(xiàn)這種情況，在起動過程中，當發(fā)動機轉速達到由冷卻液溫度確定的對應轉速時，ECU控制怠速控制閥，逐漸將閥門關小到與冷卻液溫度對應的開度.（3）暖機控制暖機過程中，ECU控制怠速控制閥從起動后的開度逐漸關小，當冷卻液溫度達到70℃（4）學習控制ECU通過控制怠速控制閥的位置，調整發(fā)動機的怠速轉速。由于發(fā)動機在使用過程中其性能會發(fā)生變化，因此這時怠速控制閥的位置雖然沒有變化，但實際的怠速轉速也會偏離初始值。出現(xiàn)這種情況時，ECU除了用反饋控制使怠速轉速仍達到目標值外,還將此時步進電機轉過的步數(shù)儲存在備用存儲器中,供以后的怠速控制用。(5）反饋控制當發(fā)動機處于怠速工況運轉時，如果發(fā)動機的實際轉速與ECU存儲器中所存放的目標轉速差超過規(guī)定值（如20r/min）,則ECU即控制怠速控制閥增減旁通空氣量，使發(fā)動機實際轉速與目標轉速差小于規(guī)定值。目標轉速與發(fā)動機怠速工況時的負荷有關，對應空檔起動開關是否接通、是否使用空調、用電器增加等不同情況,都有確定的目標轉速。6福美來怠速不穩(wěn)案例1.家里的福2買車后一直是在4S店保養(yǎng),9月份發(fā)現(xiàn)車怠速不穩(wěn)，倒車時候車一沖一沖的，一檔前行時候也偶爾會有這種現(xiàn)象,去修理廠檢查，打開前蓋,首先發(fā)現(xiàn)冷卻液缺失，不過不影響,排除,再次審視發(fā)動機艙,突然發(fā)現(xiàn)進氣口橡膠管破裂,FAINT，原因找到了，找到電工膠帶，把橡膠管纏了幾圈，打火，怠速穩(wěn)定.OK.針對這個問題，想到其他地方橡膠管肯定也會老化，索性全檢查一遍,果不其然,轉向助理液容器下方的橡膠管也破裂，因為這個管子夠長，用鉗子鉗住夾子，把管子插送進去一塊,問題同樣解決。水管同樣破裂，同時也添加防凍液順便換掉了水管現(xiàn)在車子怠速好了.2.我的車是海馬福美來三代，現(xiàn)在跑1萬6千多公里，前幾天開車突然發(fā)覺行走中發(fā)動機?；瓞F(xiàn)象，嚴重的挫車