电控节气门系统及其检测与故障分析

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1、电控节气门系统及其检测与故障分析陈 建 林电 控 节 气 门 以 一 套 传 感 器 、 执 行器及控 制 单 元 ， 替 代 了 原 有 汽 车 加 速 踏 板 和 发 动 机 节 气 门 之 间 的 传 动 机 构 ， 可 以 根 据 驾 驶 员 意 图 和 动 力 系 统 控制要 求 调 节 节 气 门 位 置 ， 改 变 发 动 机扭矩 输 出 ， 也 可 以 根 据 不 同 工 况 的 变化 ， 动 态 地 调 整 加 速 踏 板 到 节 气 门 的传递 。一 、电 控 节 气 门 系 统 的 结 构 及 工 作 原 理1.电 控 节 气 门 系 统 的 结 构电 控 节 气 门 系

2、 统 的 结 构 主 要 由 加速踏 板 位 置 传 感 器 、 节 气 门 位 置 传 感器 、 节 气 门 控 制 电 动 机 、 数 据 总 线 、 电磁离合器等组成 。（ 1） 加 速 踏 板 位 置 传 感 器 通 常 采 用双电 位 计 式 传 感 器 ， 安 装 在 加 速 踏 板总成 内 部 ， 用 于 检 测 加 速 踏 板 的 位 置变化 。（ 2） 节 气 门 位 置 传 感 器 通 常 采 用 双电位 计 式 传 感 器 ， 双 电 位 计 的 两 个 电压信 号 通 常 是 反 向 改 变 ， 当 节 气 门 开度改 变 时 ， 节 气 门 位 置 传 感 器 的 一

3、 个信号 电 压 增 大 ， 另 一 个 信 号 电 压 则 减小 。（ 3） 电 磁 离 合 器 位 于 节 气 门 控 制电机和 节 气 门 体 之 间 ， 用 于 连 接 节 气 门控制电动机和节气门 。2电 控 节 气 门 系 统 的 工 作 原 理首 先 ECU 由 发 动 机 控 制 模 块 （ ECM） 确 定 工 作 模 式 ， 根 据 踏 板 移 动 量及变 化 率 解 析 驾 驶 者 的 意 图 ， 得 到 节 气 门 转 交 的 基 本 期 望 值 ； 再 根 据 各 传 感 器 的 信 号 如 节 气 门 位 置 、 进 气 流 量 、 发 动 机 转 速 、 挡 位

4、以 及 其 他 方 面 的 工 况 信 息 ， 经 过 运 算 和 处 理 ， 进 行 补 偿 ， 得 到 最 佳 节 气 门 角 度 ， 从 而 确 定 控 制 电 机 的 工 作 电 流 大 小 及 方 向 ； 然 后 发 出 指 令 ， 通 过 驱 动 电 路 控 制 电 机 作 出 相 应 转 动 ， 使 节 气 门 处 于 该 工 况 下 的 最 佳 开 度 位 置 ， 从 而 在 不 同 行 驶 条 件 下 实 现 不 同 节 气 门 开 度 的 优 化 控 制 ， 获 得 满 意 的 发 动 机 性 能 。二 、电 控 节 气 门 系 统 常 见 故 障 与 分 析1 电 控 节

5、 气 门 系 统 的 常 见 故 障 现 象电 控 节 气 门 系 统 的 常 见 故 障 现象有怠速 不 稳 、 加 速 不 良 、 易 熄 火 、 无法 起 动 、 排 放 异 常 、 松 油 门 后 发 动 机 转速 上 窜 及 换 挡 、 起 步 过 渡 不 平 稳 等 。由 于 电 控 节 气 门 系 统 控 制 的 内 容较广 泛 ， 该 系 统 与 其 他 电 控 系 统 又 有各种 各 样 复 杂 的 联 系 ， 其 故 障 诊 断 与检测 牵 扯 内 容 较 多 ， 难 度 较 大 。 下 面以沃尔沃 S40 2.4 轿车为 例 ， 分 析 电控节 气 门 故 障 产 生 的

6、 主 要 原 因 、 检 测诊断及其排除方法 。2. VOLVO S40 2.4 电 控 节 气 门 系 统 的 故 障 实 例 分 析1 辆 VOLVO S40 2.4 轿 车 行 驶中 发 动 机 转 速 突 然 上 升 到 3000r/ min， 降 不 下 来 ， 并 且 油 门 踏 板 失 效 ， 不管踩 不 踩 油 门 踏 板 ， 发 动 机 的 转 速 都是 3000r/mi n。 当故障出现时 ， 车主 可以采 取 的 惟 一 办 法 只 有 踩 制 动 ， 慢 慢靠路 边 停 车 ， 当 熄 火 几 分 钟 后 再 发 动车辆 时 故 障 现 象 消 失 ， 发 动 机 转

7、速 恢复正常 。（ 1） VOLVO S40 2.4 电 控 节 气 门 系统的故障自诊断沃尔沃 S40 2.4 汽车电 控 节 气 门 系 统 出 现 故 障 后 ， 可 以 使 用 VOLVO 专 用 电 脑 VIDA 对 电 控 节 气 门 系 统 险 器 ， 再 查 继 电 器 ， 最 后 检 查 相 关 的电器 开 关 ， 这 样 可 以 少 走 弯 路 。 例 如 接 通 点 火 开 关 ， 起 动 机 不 转 动 ， 说 明 电路 断 路 ， 应 当 首 先 检 查 熔 断 器 是 否 烧断 ， 蓄 电 池 连 线 的 接 头 是 否 松 动 ， 搭铁线是否接触不良 。（ 3）

8、对 于 返 修 的 汽 车 ， 应 当 着 重 检 查 前 任 修 理 工 曾 经 修 理 或 调 整 过 的 部 位 ， 包 括 配 件 是 否 正 规 、 安 装 是 否 到 位（ 上 下 、 左 右 、 前 后 是 否 装 反 ， 管 道 或 电器 插 接 件 是 否 插 错 ） 、 装 配 记 号 是 否 对 准 、 是 否 更 换 了 一 次 性 零 件 等 。（ 4） 对 于 改 装 过 的 汽 车 ， 加 装 件 往往 是 故 障 的 高 发 部 位 。 因 此 ， 如 果 改装 汽 车 出 现 故 障 ， 应 当 首 先 从 改 装 件查 找 原 因 ， 而 不 必 按 照 常

9、 规 一 步 一 步排 查 。 例 如 ， 加 装 了 电 子 防 盗 器 及 音响 的 轿 车 ， 应 该 先 检 查 防 盗 器 分 支电路的接头及搭接部位 。（ 5） 对 于 中 控 门 锁 系 统 功 能 失 灵 的 故 障 ， 首 先 观 察 是 全 部 门 锁 失 灵 还 是 个 别 门 锁 失 灵 。 如 果 全 部 门 锁 失 灵 ， 一 般 是 电 源 断 路 、 集 控 开 关 损 坏 等 原 因 造 成 的 ； 如 果 只 是 个 别 门 锁 失 灵 ， 一 般 是 该 门 锁 机 械 方 面 的 故 障 ， 只 要 拆 检 故 障 所 在 车 门 的 装 饰 板 ， 即

10、 可查出具体原因 。汽 车 诊 所AUTOMOBILE MAINTENANCE故 障 进 行 诊 断 ， 也 可 以 利 用 ECU 自诊断系统进行自诊断 。 如果以前进行 过 故 障 码 诊 断 ， 则 应 将 点 火 开 关 转 到 “ OFF” 位置并至少等待 10s 再进行本 次诊断 。 自诊断系统具有单行程检测 逻 辑 ， 同 时 具 有 失 效 安 全 保 护 功 能 。 当 检 测 到 故 障 时 ， ECU 进 入 失 效 保 护 模 式 并 且 点 亮 发 动 机 故障 指 示 灯 。 在 失 效 安 全 模 式 下 ， ECU 停 止 对 电 控 节 气 门 执 行 器 的

11、 控 制 ， 并 且 通 过 回 位 弹 簧 使 节 气 门 保 持 在一个固定的开度 。（ 2） 初步检查首 先 对 车 辆 做 一 个 外 观 的 初 步 检 查 。 由 于 该 故 障 车 是 新 车 ， 总 行 驶 里程才 1 万多 km， 所以工况良好 。 检 查 火 花 塞 ， 点 火 高 压 线 及 相 关 连 接 线 路 无 异 常 。 装 复 后 起 动 车 辆 ， 起 动 容 易 ， 发 动 机 怠 速 运 转 平 稳 ， 加 油 门 时 发动机转速 反 应 灵 敏 。 把 挡 位 从 “ P” 挡 位 拉 到 “ R” 挡 ， 再 到 “ D” 挡 ， 发 动 机 怠 速

12、 都 很 平 稳 ， 开 空 调 ， 打 方 向 并 打 开 车 上 所 有 的 电 器 负 荷 ， 发 动 机 转 速 一切正常 。（ 3） 根据车辆故障码进行诊断 使用 VOLVO 专 用 诊 断 仪 VIDA调 取 故 障 码 ， 故 障 为 ECM 913C（ 解 释 为 进 气 歧 管 压 力 传 感 器 电 路 故 障 ） 。 对 进 气 歧 管 压 力 传 感 器 的 压 力值进行检查具 体 方 法 是 ： 1） 保 持 发 动 机 熄 火 ， 接 通 点 火 开 关 。 2） 用 诊 断 电 脑 观 察 进 气 歧 管 压 力 传 感 器 的 静 态 压 力 ， 并 在 相 同

13、 条 件 下 和 其 他 无 故 障 车 辆 的 进 气 歧 管 压 力 传 感 器 的 压 力 进 行 比 较 ， 两 个 压 力 值 几 乎 相 等 。 3） 发 动 车 辆 观 察 发 动 机 怠 速 时 和 加 油 门 发 动 机 转 速 升 高 时 的 进 气 歧 管 压 力 传 感 器 动 态 压 力 值 ， 在 相 同 条 件 下 和 无故 障 车 辆 的 进 气 歧 管 压 力 传 感 器 的动态压力值无明显不同 。 以上检查证 明进气歧管压力传感器工作正常 。 对 油 门 踏 板 位 置 传 感 器 和 节 气门位置传感器进行检查停 车 ， 点 火 钥 匙 转 到 “ ON”

14、 挡 的 位 置 状 态 下 ， 接 上 诊 断 电 脑 VIDA 并 调 出 发 动 机 数 据 监 控 功 能 ， 缓 慢 连 续 踩 下 油 门 踏 板 ， 仔 细 观 察 两 个 油 门 踏 板 位 置 传 感 器 的 电 压 应 该 连 续 地 变 化 ， 同 时 观 察 两 个 节 气 门 位 置 传 感 器 的反馈电压值也应该连续地变化 。 按 以 上 方 法 操 作 一 遍 ， 各 传 感 器 变 化 数 据正常 ， 工作良好 。（ 4） 对 节 气 门 直 流 执 行 电 机 进 行 检查拆 下 节 气 门 前 的 进 气 管 路 ， 用 手 按 动 节 气 门 翻 板 ，

15、翻 板 运 转 自 如 ， 并 无卡滞现象 。 松手后节气门翻板在回 位 弹 簧 的 作 用 下 回 到 一 个 固 有 的 位 置 。 测 量 直 流 电 机 电 阻 值 ， 该 电 阻 值 在维修手册的标准范围之内 。 检查节 气 门 体 上 的 插 头 和 发 动 机 电 控 单 元 连 接 插 头 ， 并 无 锈 蚀 松 动 现 象 ， 连 接 的 线 束 包 裹 层 良 好 ， 固 定 良 好 。 证 明 节气门电机无故障 。（ 5） 路试检查 通 过 多 次 路 试 得出 一 个 规 律 ： 每次 故 障 出 现 时 车 辆 都 处 于 下 坡 路 段 ， 这 时 车 主 仅 是 控 制 制 动 踏 板 ， 并 未 踏 油门踏板 ， 发动机处在滑行的工况 。传 统 的 拉 索 节 气 门 ， 其 怠 速 工 况 或 车 辆 滑 行 时 的 发 动 机 转 速 所 需 的 进气量由怠速控制马达来调节 。 当怠 速 马 达 产 生 故 障 或 积 碳 严 重 时 ， 往 往 造 成 发 动 机 熄 火 以 及 发 动 机 转 速 不 稳和抖动等 。 虽然电控节气门与拉索 节 气 门 的 结 构 不 尽 相 同 ， 但 发 动 机 电 控单元控制的本质都是相同的 。 这辆 车 的 故