福特?？怂蛊嚢l(fā)動機維護與檢修課件

一、怠速控制系統(tǒng)的功能與組成二、節(jié)氣門直動式怠速控制器三、步進電動機型怠速控制閥四、旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥五、占空比控制電磁閥型怠速控制閥六、開關型怠速控制閥教學情境6福特?？怂蛊嚢l(fā)動機維護與檢修一、怠速控制系統(tǒng)的功能與組成

1.怠速控制系統(tǒng)的功能：用高怠速實現(xiàn)發(fā)動機起動后的快速暖機過程；自動維持發(fā)動機怠速在目標轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

2.怠速控制系統(tǒng)的組成：如圖，主要由傳感器、ECU、和執(zhí)行元件三部分組成。1、冷卻液溫度信號2、A/C開關信號3、空擋位置開關信號4、轉(zhuǎn)速信號5、節(jié)氣門位置信號6、車速信號7、執(zhí)行元件下一頁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A）節(jié)氣門直動式b）旁通空氣式

3.怠速控制的方法怠速控制也就是對怠速工況下的進氣量進行控制?？刂苹绢愋陀泄?jié)氣門直動式和旁通空氣式。如右圖

當直流電動機通電轉(zhuǎn)動時，經(jīng)減速齒輪機構減速增扭后，再由絲杠機構將其旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為傳動軸的直線運動。傳動軸頂靠在節(jié)氣門最小開度限制器上，發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，ECU根據(jù)各傳感器的信號，控制直流電動機的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動量，以改變節(jié)氣門最小開度限制器的位置，從而控制節(jié)氣門的最小開度，實現(xiàn)對怠速進氣量進行控制的目的。原理：1.控制閥的結構與工作原理2.控制閥的檢修3.控制閥的控制內(nèi)容三、步進電動機型怠速控制閥1.控制閥的結構與工作原理結構：步進電動機型怠速控制閥的結構結構如圖ａ所示，步進電機主要由轉(zhuǎn)子和定子組成，絲杠機構將步進電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，使閥心作軸向移動,改變閥心與閥座之間的間隙。安裝在節(jié)氣門上。步進電動機的結構如圖ｂ所示，主要由用永久磁鐵制成有16個（8對）磁極的轉(zhuǎn)子和兩個定子鐵心組成。ａ）1、控制閥2、前軸爪3、后軸承4、密封圈5、絲杠機構7、定子6、線束連接器8、轉(zhuǎn)子ｂ）1、2—線圈3—爪極4．6—定子5—轉(zhuǎn)子步進電動機型怠速控制閥電路（日本豐田皇冠3.0轎車）如圖所示。主繼電器觸點閉合后，蓄電池電源經(jīng)主繼電器到達怠速控制閥的B1和B2端子、ECU的＋B和＋B1端子，B1端子向步進電動機的1、3相兩個線圈供電，B2端子向2、4相兩個線圈供電。4個線圈的分別通過端子S1、S2、S3和S4與ECU端子ISC1、ISC2、ISC3和ISC4相連，ECU控制各線圈的搭鐵回路，以控制怠速控制閥的工作。

（1）拆下控制閥線束連接器，點火開關置“ON”，不起動發(fā)動機，分別檢測B1和B2與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓；（2）發(fā)動發(fā)動機后在熄火。2～3s內(nèi)在怠速控制閥附近應能聽到內(nèi)部發(fā)出的“嗡嗡”響聲；（3）拆下控制閥線束連接器，測量B1與S1和S3、B2與S2和S4之間的電阻，應為10～30Ω。（4）拆下怠速電磁閥，將蓄電池正極接至B1和B2端子，負極按順序依次接通S1—S2—S3—S4端子時，隨步進電動機的旋轉(zhuǎn)，控制閥應向外伸出，如圖；若負極按反方向接通S4—S3—S2—S1端子，則控制閥應向內(nèi)縮回。2.控制閥的檢修下一頁a）接蓄電池正極b）接蓄電池負極1.控制閥的結構與工作原理2.控制閥的控制內(nèi)容3.控制閥的檢修四、旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥1.控制閥的結構與工作原理結構如左圖，ECU控制兩個線圈的通電或斷開，改變兩個線圈產(chǎn)生的磁場，兩線圈產(chǎn)生的磁場與永久磁鐵形成的磁場相互作用，可改變控制閥的位置，從而調(diào)節(jié)怠速空氣口的開度，以實現(xiàn)怠速控制。結構圖位置涂原理圖1、控制閥2、雙金屬片3、冷卻液腔4、閥體5、7、線圈6、永久磁鐵8、閥軸9、怠速空氣口10、固定銷11、擋塊12、閥軸限位桿ECU控制旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥工作時，控制閥的開度是通過控制兩個線圈的平均通電時間（占空比）來實現(xiàn)的。工作原理：

（1）拆下控制閥線束連接器，點火開關置“ON”，不起動發(fā)動機，分別檢測電源端子與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓；（2）發(fā)動機達到正常工作溫度、變速器處于空擋位置時，使發(fā)動機維持怠速運轉(zhuǎn)，用專用短接線接故障診斷座上的TE1與E1端子，發(fā)動機轉(zhuǎn)速應保持在1000～1200r/min，5s后轉(zhuǎn)速下降約為200r/min。（3）拆下怠速控制閥上的三端子線束連接器，在控制閥側(cè)分別測量中間端子（＋B）與兩側(cè)端子（ISC1和ISC2）的電阻應為18.8Ω～22.8Ω。3.控制閥的檢修1.控制閥的結構與工作原理2.控制閥的控制內(nèi)容3.控制閥的檢修五、占空比控制電磁閥型怠速控制閥1.控制閥的結構與工作原理結構如圖，主要由控制閥、閥桿、線圈和彈簧等組成。工作原理：控制閥的開度取決于線圈產(chǎn)生的電磁力大小，與旋轉(zhuǎn)閥型怠速控制閥相同，ECU是通過控制輸入線圈脈沖信號的占空比來控制電場強度，以調(diào)節(jié)控制閥的開度，從而實現(xiàn)怠速空氣量的控制。1、5彈簧2、線圈3、閥桿

4、控制閥拆下控制閥線束連接器，點火開關置“ON”，不起動發(fā)動機，分別檢測電源端子與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓；拆下怠速控制飯上的兩端子線束連接器，在控制閥側(cè)分別測量兩端子之間電阻應為10～15Ω。3.控制閥的檢修1.控制閥的結構與工作原理2.控制閥的控制內(nèi)容3.控制閥的檢測六、開關型怠速控制閥1.控制閥的結構與工作原理結構主要由線圈和控制閥組成。如左圖所示。工作原理與占空比電磁閥相同，不同的是開關型怠速控制閥工作時，ECU只對閥內(nèi)線圈通電和斷電兩種狀態(tài)控制。開關型怠速控制閥1一線圈2一控制閥

福特?？怂拱l(fā)動機電子控制（如圖）項目零件號碼說明1-進氣歧管調(diào)整

(IMT)閥2-動力傳輸控制模塊

(PCM)3-發(fā)動機冷卻液溫度

(ECT)傳感器4-節(jié)氣門位置

(TP)傳感器5-怠速空氣控制

(IAC)閥6-發(fā)動機機油壓力

(EOP)傳感器7-進氣歧管流道控制

(IMRC)作動器8-爆震傳感器

(KS)9-凸輪軸位置

(CMP)傳感器冷卻液輸出連接頭TP傳感器冷卻液輸入連接頭電子節(jié)氣門活瓣電子馬達福特福克斯節(jié)氣門閉合角調(diào)節(jié)螺釘注意：節(jié)氣門活瓣閥的頂部止擋部位絕對不可以調(diào)整。APP傳感器傳送包含駕駛?cè)思铀傩枨蟮男盘柕?/p>

PCM。此信息直接由油門踏板的移動來做判斷。PCM處理此信息并且依據(jù)電子節(jié)流閥，點火系統(tǒng)以及噴油需求的信號來傳送輸出信號。電動馬達使用一組齒輪來帶動節(jié)氣門活瓣閥軸。節(jié)氣門活瓣閥的位置在封閉回路時設定并執(zhí)行監(jiān)控。

TP傳感器提供

PCM現(xiàn)在的節(jié)氣門活瓣閥的位置信息。萬一電子節(jié)氣門活瓣閥故障時，就會執(zhí)行取代的功能。此項取代功能讓節(jié)氣門活瓣閥定量的開啟。因此，在節(jié)流閥外殼上有一顆節(jié)氣門活瓣閥調(diào)整螺絲?；乩瓘椈蓵P閉節(jié)氣門活瓣閥直到齒狀輪的止擋位置與止擋螺絲揪接觸為止。以此方式形成定量的節(jié)氣門活瓣閥間隙以供緊急運作模式時使用。當節(jié)氣門活瓣閥的位置保持在固定位置時，點火角度以及噴油量會依據(jù)

APP傳感器的位置而變化以限制發(fā)動機的運作。如此限制車輛的最高速度。節(jié)氣門活瓣閥的止擋螺絲有一組彈簧負載插銷可以讓節(jié)氣門活瓣閥在超過緊急運轉(zhuǎn)位置時關閉。(例如怠速控制或發(fā)動機超轉(zhuǎn))。IAC閥IAC閥是連接到節(jié)氣閥體的底部。對準

IAC靠近節(jié)氣閥體節(jié)氣門板，使

IAC的進入管路與輸出管路保持最短的長度。如此節(jié)流閥開啟與關閉較為順暢能夠更精確的控制發(fā)動機的怠速。IAC閥墊片IAC閥電氣接頭IAC閥IAC閥固定螺栓IMRC作動器IMRC作動器控制位于進氣歧管上的一組節(jié)氣門板。其依據(jù)發(fā)動機的需要來控制通過進氣歧管氣的排通量。IMRC作動器是由來子PCM的脈沖寬度調(diào)節(jié)訊號所控制。由

IMRC作動器的輸出信號會透過IMRC作動器內(nèi)的傳動齒輪傳送到節(jié)氣門板直接作動節(jié)氣門板軸。當發(fā)動機怠速時，IMRC節(jié)氣門板正常會位于關閉的位置。PSP開關PSP開關是安裝到動力轉(zhuǎn)向泵本體上。當發(fā)動機怠速下轉(zhuǎn)動方向盤時，來自

PSP開關的信號可以用來會控制發(fā)動機怠速。案例一：一輛1.8MT福特?？怂宫F(xiàn)行駛7854公里。車主反映該車行駛至5000公里時出現(xiàn)發(fā)動機怠速不穩(wěn)定的情況。具體表現(xiàn)為，發(fā)動機轉(zhuǎn)速從750轉(zhuǎn)掉到300轉(zhuǎn)，再從300轉(zhuǎn)升至1100轉(zhuǎn)，再掉到300轉(zhuǎn)，且出現(xiàn)熄火現(xiàn)象和電池燈報警的現(xiàn)象。福特福克斯怠速問題分析：案例分析：一、怠速不穩(wěn)的分類

1.如何觀察怠速不穩(wěn)

①觀察發(fā)動機缸體抖動程度，也可以觀看機油尺把晃動的程度，平穩(wěn)的油尺把很清晰，抖動的油尺把看起來是雙的；②從發(fā)動機轉(zhuǎn)速表或讀數(shù)據(jù)塊觀察，轉(zhuǎn)速以怠速期望值為中心抖動，或在期望值一側(cè)劇烈抖動，程序中的怠速期望值包括標準怠速值、負荷（打開燈光，自動變速器掛上擋等）怠速值、空調(diào)怠速值、暖車怠速值；③原地啟動發(fā)動機，坐在座椅上感覺車身劇烈抖動。

2.按出現(xiàn)規(guī)律分類

①冷車（冷卻液溫度低于50℃）有節(jié)奏的不穩(wěn)；②熱車（冷卻液溫度高于50℃）有節(jié)奏的不穩(wěn)；③無規(guī)律的劇烈抖動一、兩下。

3、按抖動程度分類

①正常，以怠速期望值±10r/min抖動；②一般不穩(wěn)，以怠速期望值±20r/min抖動；③嚴重不穩(wěn)，超過怠速期望值±20r/min抖動；④在怠速期望值的一側(cè)劇烈抖動。4.按原因關聯(lián)分類

①直接原因，指機械零件臟污、磨損、安裝不正確等，導致個別汽缸功率的變化，從而造成各汽缸功率不平衡，致使發(fā)動機出現(xiàn)怠速不穩(wěn)；②間接原因，指發(fā)動機電控系統(tǒng)不正常，導致混合氣燃燒不良，造成各汽缸功率難以平衡，使發(fā)動機出現(xiàn)怠速不穩(wěn)。5.按故障系統(tǒng)分類

①進氣系統(tǒng)；②燃油系統(tǒng)；③點火系統(tǒng)；④發(fā)動機機械系統(tǒng)。6.怠速抖動機理

汽缸內(nèi)氣體作用力的變化（一個汽缸氣體作用力變化或幾個汽缸氣體作用力變化），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(nèi)氣體作用力變化的故障都有可能導致發(fā)動機怠速抖動。二、怠速不穩(wěn)的原因

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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)部故障。

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?。贿M油管變形；燃油壓力調(diào)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(nèi)部故障。(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(diào)、轉(zhuǎn)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(diào)、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.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。(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。