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发动机怠速控制系统典型案例分析!

 李刚刚b 2018-07-23

怠速游车是指发动机在怠速时转速变化在100r/min以上,是一种有规律的怠速转速忽高忽低的故障。

发动机缺缸、正时带错位、氧传感器自适应值严重超标、进气压力传感器真空软管堵塞、发动机进气系统内漏或外漏等故障导致怠速转速偏离正常值,控制单元根据氧传感器反馈的信号不断调节怠速步进电动机及怠速空气阀或节气门的开度,使怠速转速回到正常值。回到正常怠速的瞬间,系统退出控制,怠速转速再次偏离额定转速,控制单元再次进行调节,于是就出现有规律的怠速转速忽高忽低的故障。

具体案例:进气系统密封不良造成怠速转速从过高向正常值间怠速游车现象

故障现象

发动机怠速转速在额定怠速转速上限和高于该转速100~200r/min间有规律地变化,如四缸发动机怠速转速在900~1100r/min间有规律地变化。除此之外还有一种现象为在清洗节气门前怠速转速没有出现过高现象,而在清洗节气门后怠速转速明显过高,并且高于转速上限不止100~200r/min。

故障分析

使用空气流量传感器的进气系统出现内漏或外漏,如主进气道的节气门、旁通空气道关闭不严会造成内漏,空气流量传感器后边的橡胶软管、节气门体处密封不良或真空软管破裂会造成外漏。进气系统的内漏和外漏导致充气系数增加,从而引发怠速转速高于正常值。怠速控制系统发现怠速转速高于正常值,便会限制怠速时步进电动机的开度,待怠速转速降至怠速转速上限时,系统退出控制,于是在内漏或外漏的作用下,怠速转速再次高于正常值,怠速控制系统为维持目标转速便再次进行干预,如此反复,怠速转速便在额定怠速转速上限和高于该转速100~200r/min间有规律地变化。

如果怠速转速在900~1100r/min间有规律地变化,行驶中放松加速踏板也不熄火,则说明是空气流量传感器后边的橡胶软管、节气门体处密封不良或真空软管破裂造成外漏。使用进气歧管的绝对压力传感器的进气系统出现外漏,会造成混合气过浓。如果漏气较严重,在怠速时会出现自加速,并一直加速到发动机自动断油时为止,怠速转速会在1500~2000r/min间有规律地变化。这是因为怠速控制系统在怠速转速上升到2000r/min时会自动断油,当怠速转速降到1500r/min时,为了防止转速过低熄火,会重新恢复供油,于是怠速转速就始终在1500~2000r/min间有规律地变化。

电喷发动机在以下情况会自动进行断油控制:

① 发动机怠速转速达到2000r/min时会自动进行断油控制

② 发动机达到最高转速时会自动进行断油控制

③ 汽车达到最高车速时会自动进行断油控制

④ 急减速时会自动进行断油控制

⑤ 制动时会自动进行断油控制

怠速转速过高断油、急减速时断油、制动时断油后,待发动机转速降到1500r/min时,为了防止转速过低熄火,会重新恢复供油。

故障诊断与排除

每天初次踩加速踏板时感觉发沉,随后一天之内正常;车辆怠速游车,但不会造成怠速抖动;行驶基本正常,但放松加速踏板后熄火。如果出现这一系列故障现象,则说明进气系统出现内漏。这是由于废气返流引发的积炭造成怠速步进电动机、怠速空气阀和节气门卡滞。节气门卡滞,使每天初次踩加速踏板时略感沉重。

节气门的清洗方法:

① 拆下节气门前端的波纹管。

② 启动发动机,将发动机转速控制在1200~2000r/min,操纵节气门拉索,使节气门处于全开位置,将节气门清洗罐轻轻摇晃几下,使节气门清洗罐的导管伸入进气管对节气门及进气管进行喷射清洗,喷射清洗后等待10~20min,如果感觉还不够清洁,可再喷射清洗1次。将剩余的节气门清洗剂喷洒在节气门体和回位弹簧上,关闭发动机。用棉布将杂质擦干净,并用压缩空气吹干,或打开节气门停留几分钟,让清洗剂挥发干净。

③ 重新启动发动机,怠速运转3~5min,然后急加速2~3次,将最高转速控制在3000r/min

清洗节气门后节气门的匹配:

节气门是用来控制进气量的,加速踏板实际控制的就是节气门的开度,控制单元再根据节气门的开度和开启速率调节喷油量(大负荷时增加喷油次数)。节气门脏了以后效率下降,开启角度加大,控制单元会进行一定的调整和匹配。在正常情况下,怠速的自适应调节值为1.00。

随着发动机工况的变化(例如当车辆长期行驶及节气门体变脏),会使空气流经节气门时截面积变小。这时为了稳定怠速,节气门开度就会适当开大。这样怠速的自适应调节值就会相应增加一点,变成大于1.00,如1.05、1.10等,但是调节值最大只能调节到1.15。如果节气门体继续变脏,就会使怠速时的进气量不够,造成怠速不稳,甚至出现熄火。在这种情况下,只要把节气门体清洗干净,就可以解决熄火的问题。但发动机控制单元中存储的自适应调节值并没有进行修改,仍旧为1.15,这样节气门开度依然会较大,导致发动机出现怠速过高的现象。

因此,清洗节气门后,要重新对节气门进行初始化设定,恢复原始状态下的控制程序和参数。如果不进行匹配,控制单元长期学习使用中已经设定的启动时的节气门开度,在清洗后还设在原来的位置,会造成发动机动力下降、抖动甚至报警。不重新匹配时最直接的表现就是出现怠速高、怠速自提速。

节气门的匹配方法:

美国和日本产的发动机清洗节气门后,不需要重新匹配,只需要将蓄电池负极断开1min,使控制单元失去残存记忆,即可恢复正常。

菲亚特系列轿车在完成节气门的清洗或更换后,把点火开关旋转到ON位置,停留10s,关闭点火开关,再重新打开点火开关,并启动发动机,即可完成节气门位置传感器的自适应,怠速转速恢复到正常。

大众系列轿车进行节气门匹配时,在采用故障诊断仪执行基本设定、匹配、编码等功能时需要输入通道号。

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汽车故障检测诊断基础与实例

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