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1、1项目二 认识空气供给系统 任务五 检修怠速控制阀2任务描述一台发动机通过手持式汽车诊断电脑的检查，估计由于怠速控制系统工作不良导致发动机怠速不正常，需对怠速控制系统进行检查，确定故障部位，并维修或更换。通过本任务的学习，我们将了解怠速控制系统是如何实现怠速控制的，同时本任务还将解决当传感器出现问题时如何进行检测和判断。3任务目标1、了解怠速控制系统的作用。2、熟悉怠速控制阀的安装位置。3、了解怠速控制阀的类型。4、理解怠速控制系统的工作原理。5、掌握怠速控制阀的检测，并能识读其电路图。4知识储备知识储备一、怠速控制系统的作用怠速控制就是ECU根据传感器检测发动机状态参数确定目标转速，计算出目
2、标转速与实际转速的差值，确定控制量，驱动怠速控制装置，改变进气量，使实际转速接近目标转速。怠速控制的实质是控制怠速时的进气量。 二、怠速工况的识别 在怠速控制系统中，ECU需要根据节气门位置信号和车速信号确认怠速工况，只有在节气门全关（特指旁通空气式）、车速为零，才进行怠速控制。5 三、怠速控制阀的安装位置如图2-5-1所示。图2-5-1 怠速控制阀的安装位置6 四、怠速控制方式的分类怠速控制的方式随车型有所不同，对电控汽油喷射系统来说，目前可分为两种类型(结构如图2-5-2所示)：一种是控制节气门旁通管路中的空气旁通量，称为旁通空气式；另一种是没有怠速空气旁通道，直接控制节气门全关时的最小开
3、度，称为节气门直动式。其中旁通空气式控制目前最为常见。图 2-5-2 怠速控制的两种方式a)旁通空气式 b)节气门直动式7 五、怠速控制系统的组成及控制过程1、怠速控制系统组成 怠速控制系统主要由传感器、ECU、和执行元件三部分组成如图2-5-3所示。图2-5-3 怠速控制系统组成 1、冷却液温度信号 2、A/C开关信号3、空挡位置开关信号 4、转速信号 5、节气门位置信号 6、车速信号7、执行元件8 2、怠速控制系统主要控制过程（旁通空气式）（1）启动控制。发动机启动时，怠速控制系统控制怠速执行器使旁通进气量最大，以利于启动；启动之后，再根据冷却液温度来确定旁通进气量的大小。 （2）暖机控制
4、。暖机阶段，怠速控制系统根据冷却液温度的变化不断调整旁通进气量的大小，使发动机在温度状态变化的情况下保持稳定的转速。 （3）怠速反馈控制。当暖机过程结束，或者ECU检测到节气门全关信号，且车速低于2km/h，则怠速控制系统开始进行怠速反馈控制。 （4）电器负载增多时的怠速控制。当同时使用的电器增多时，怠速控制系统也要相应增加旁通进气量，提高发动机的怠速转速。 （5）其他控制。减速控制：当节气门位置传感器的怠速触点闭合时，因发动机突然变化而使怠速转速突然下降。学习控制：根据发动机实际状态的变化，ECU控制并记忆怠速装置开度。由于在学习控制中ECU记忆了怠速装置的开度，在清洗或更换怠速装置、更换E
5、CU、更换发动机后，怠速会不稳定或不正常。应按照维修手册进行重新设定。同时，应定期清洗怠速阀。9六、旁通空气式怠速控制系统的组成与工作原理旁通空气式怠速控制执行机构的种类较多，一般可按结构分为双金属片式、石蜡式、平动电磁阀式、旋转电磁阀式和步进电机式五种。这些执行机构的结构不同，功能与控制方式也不同。表2-5-1对它们的特点进行了比较。表中前三种结构并不能针对负荷变化做出补偿，随着技术的进步，应用机型已越来越少。表2-5-1 各种旁通空气式怠速控制执行机构的比较101、步进电动机式步进电动机式怠速控制系统的组成如图2-5-4所示。图2-5-4 步进电机怠速系统11步进电动机型怠速控制阀的结构如
6、图2-5-5所示，步进电机主要由转子和定子组成，丝杠机构将步进电机的旋转运动转变为直线运动，使阀心作轴向移动,改变阀心与阀座之间的间隙。安装在节气门上。步进电动机的结构如图2-5-5所示，主要由用永久磁铁制成有16个（8对）磁极的转子和两个定子铁心组成 。 a图 b图1、控制阀 2、前轴爪 3、后轴承 1、2线圈3爪极 4、密封圈 5、丝杠机构 7、定子 46定子5转子6、线束连接器 8、转子图2-5-5 步进电动机的结构12步进电动机的工作原理如图2-5-6，当ECU控制使步进电机的线圈按1-2-3-4顺序依次搭铁时，定子磁场瞬时针转动，由于与转子磁场间的相互作用，使转子随定子磁场同步转动。
7、同理，步进电动机的线圈按相反的顺序通电时，转子则随定子磁场同步反转。定子有32个爪级，步进电动机每转一步为1/32圈，工作范围为0125个步进级。 a）输入脉冲 b）工作过程图2-5-6 步进电动机的工作原理13步进电动机型怠速控制阀电路（日本丰田皇冠3.0轿车）如图所示。主继电器触点闭合后，蓄电池电源经主继电器到达怠速控制阀的B1和B2端子、ECU的B和B1端子，B1端子向步进电动机的1、3相两个线圈供电，B2端子向2、4相两个线圈供电。4个线圈的分别通过端子S1、S2、S3和S4与ECU端子ISC1、ISC2、ISC3和ISC4相连，ECU控制各线圈的搭铁回路，以控制怠速控制阀的工作。图2
8、-5-7 日本丰田皇冠3.0轿车步进电动机型怠速控制阀电路14 2、旋转电磁阀式旋转电磁阀式结构如图2-5-8，ECU控制两个线圈的通电或断开，改变两个线圈产生的磁场，两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用，可改变控制阀的位置，从而调节怠速空气口的开度，以实现怠速控制。图2-5-8 旋转电磁阀式结构1、控制阀 2、双金属片 3、冷却液腔 4、阀体 5、7、线圈6、永久磁铁 8、阀轴 9、怠速空气口 10、固定销 11、挡块12、阀轴限位杆工作原理：ECU控制旋转电磁阀型怠速控制阀工作时，控制阀的开度是通过控制两个线圈的平均通电时间（占空比）来实现的。15七、节气门直动式怠速控制器节气门直
9、动式怠速控制器结构如图2-5-9，主要由直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机构和传动轴等组成。工作原理：当直流电动机通电转动时，经减速齿轮机构减速增扭后，再由丝杠机构将其旋转运动转换为传动轴的直线运动。传动轴顶靠在节气门最小开度限制器上，发动机怠速运转时，ECU根据各传感器的信号，控制直流电动机的正反转和转动量，以改变节气门最小开度限制器的位置，从而控制节气门的最小开度，实现对怠速进气量进行控制的目的。图2-5-9 节气门直动式怠速控制器结构图 1、节气门操纵臂 2、怠速控制器 3、节气门体 4、喷油器 5、燃油压力调节器 6、节气门 7、防转六角孔 8、弹簧 9、直流电动机 10、11、13 、
10、齿轮 12、传动轴 14、丝杠16 学习拓展 占空比 占空比是指一个脉冲循环中，电磁线圈通电时间（即阀口打开时间）所占的比值。在日产ECCS系统中，加在电磁线圈上的脉冲电压频率为20Hz，即一秒钟里，电磁阀阀口开闭20次，如果脉冲“ON”的时间占一个周期的60%，即占空比等于60%。占空比越大，阀口打开的时间相对增加，空气充气量越多。因此，微机只要控制电磁阀线圈的脉冲占空比，就能控制旁通空气道中的空气流量，也就能控制怠速转速。由上可知占空比越大，怠速转速越高；反之，怠速转速越低。17任务实施 任务：怠速控制阀的检测一、任务准备1、 设备：帕萨特或花冠电控发动机台架、维修手册、工作页。2、工具：
11、数字万用表，诊断仪器。3、辅助材料：抹布若干。二、任务要求：会识读怠速控制阀电路、会对其进行检测等，完成实习报告。18三、操作步骤 1、对照电路图（图2-5-10）上标注的字母解释各引脚的含义。图2-5-10 花冠怠速ISC阀电路图 各引脚含义：19 2、分析故障并写出检测方案（1）观察并记录故障现象，分析可能的原因（表2-3-1）表2-3-1 故障现象及原因（2）结合工作原理及电路图，拟定检测方案203、检测(一)就车检查 1、据发动机怠速运转状况判断怠速控制阀的工作状况（1）在冷车状态下起动发动机，暖机过程开始时，发动机的怠速转速应能达到规定的快怠速转速（通常为1500r/min）；在发动
12、机达到正常工作温度后，怠速转速应能恢复正常（通常为750r/min）；发动机达正常工作温度后，在打开空调时，发动机怠速转速应上升到900r/min左右。如果发动机怠速转速不能按上述规律变化，说明怠速控制系统有故障。（2）在发动机怠速运转过程中，若对怠速调整螺钉作微量转动，发动机怠速应不会发生变化（转动后应使之复位）。若在微量转动时怠速发生变化，说明怠速控制系统不工作。 2、对于步进电机式，可检查发动机熄火后的一瞬间阀体有无发出“嗡嗡”（“咔嗒”）的工作声音（此时阀开至最大，以便下次起动）。 3、也可待发动机起动后再插上电插，发动机转速应有变化。注：慎做 4、检测电源电压及脉冲信号电压： 电源电
13、压+BE2 ：点火开关接通时12V ，怠速运转时降至约8V，打开空调时压差减小。信号电压S1、S2、S3、S4 E2 ：点火开关接通时12V ，怠速运转时降至约?V。注：当蓄电池电压过低时或过高时，不要驱动步进电机，以免步进电机“失步”。21(二)单体检查 1、检查怠速控制阀阻值 脉冲线性电磁阀只有一组线圈，阻值为1015 。步进电机式通常有24组线圈，各组线圈阻值为1030（丰田车）。 2、脉冲式怠速控制阀 观察点火开关接通与断开两种情况下，电磁阀的动作，ON开，OFF关。 3、检查步进电机的动作 将蓄电池电源以一定顺序送给步进电机各线圈，步进电机应转动。如丰田车，将B1、B2端子接蓄电池正
14、极，然后按S1、S2、S3、S4的顺序接地，怠速阀应逐渐关闭；反顺序则接地则应逐渐开启。22（三）电压的检测（接ECU）在进行各组件检测时，应首先检查蓄电池电压是否正常，汽油泵继电器、保险丝是否正常。怠速控制阀的信号电压和电源电压的检测见表2-5-2。表2-5-2 怠速控制阀电压的检测23（2）线路的检测关闭点火开关，从ECU上拔下插头，再拔下要检测的组件插头，检测其接线的电阻，填写表2-5-3.检测时，为了避免损坏电子组件，要注意量程必须符合检测条件。表2-5-3 线路的检测 (3)最终故障点：24任务测评一、填空题 发动机怠速进气量的控制方式有 和 两种类型。 二、判断题 1、怠速时，随着
15、发动机温度的升高，ISCV阀的开度应减小。 （ ） 2、怠速时，电器负荷增大，怠速控制阀的工作步数应增加。 （ ） 3、怠速控制分为节气门直动控制型和旁通空气控制型。 （ ） 三、单项选择题 1、在怠速控制中，怠速控制阀可以调节排气中（ ）有害气体的排量。、HC、CO 、NO 、NO2 2、怠速转速偏高的可能原因是（ ）。 、怠速阀卡在小开度 、水温传感器故障 、冷却剂液面偏低 D、BTDC偏小 3、发动机停机后，ISCV阀处于（ ）。 A、最小开度 B、最大开度 C、中间开度 4、怠速时，随着水温的升高，点火提前角应（ ）。 A、增大 B、减少 5、怠速时，随着水温的升高，ISCV阀的开度应（ ）。 A、增大 B、减少 6、怠速时，当水温过高，应（ ）点火提前角。 A、增大 B、减少 四、简答题 简述ISC控制的实质和原理
