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1、汽油機進排氣控制系統(tǒng)故障檢修,情境三,任務1 發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障檢修 任務2 尾氣排放超標故障檢修,一、學習目標 1.分析怠速不穩(wěn)的影響因素； 2.掌握怠速控制閥、進氣調(diào)整機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理及檢修方法。 二、學習重難點 重點：怠速控制閥、進氣調(diào)整機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理及檢修方法； 難點：怠速不穩(wěn)的影響因素。 三、教學設(shè)備及工具 發(fā)動機電控臺架、解碼儀、萬用表及尾氣分析儀。 四、教學課時 4學時,任務1 發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障檢修,任務導入：,案例：富康發(fā)動機抖動故障 故障現(xiàn)象：一輛富康1.6ALC型轎車，怠速運轉(zhuǎn)時，發(fā)動機抖動，但儀表板上的故障燈未閃亮。,一般是什么原因造成怠速不穩(wěn)？分析思考,1. 進氣系統(tǒng)
2、(1)進氣歧管或各種閥泄漏（ PCVEGREVAP ） (2)節(jié)氣門和進氣道積垢過多 (3)怠速空氣執(zhí)行元件故障 (4)怠速進氣量失準 2.燃油系統(tǒng) (1)噴油器故障 (2)燃油壓力故障 (3)噴油量失準,怠速不穩(wěn)影響因素分析：,3. 點火系統(tǒng) (1)點火模塊與點火線圈 (2)火花塞與高壓線 (3)點火提前角失準 (4)其它原因(TWC堵塞) 4. 機械結(jié)構(gòu) (1)配氣機構(gòu) (2)發(fā)動機體、活塞連桿機構(gòu)（氣門漏氣，液壓挺柱工作狀態(tài)不良）,怠速不穩(wěn)的診斷流程,一、怠速控制系統(tǒng) Idle Speed Control System,本節(jié)主要內(nèi)容： 1.怠速控制系統(tǒng)的功能與組成 2.節(jié)氣門直動式怠速控
3、制器 3.步進電動機型怠速控制閥 4.旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥 5.占空比控制電磁閥型怠速控制閥 6.開關(guān)型怠速控制閥,1、怠速控制系統(tǒng)的功能與組成,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)。 組成：傳感器、ECU、和執(zhí)行元件,怠速控制的實質(zhì)就是對怠速工況下的進氣量進行控制。 控制怠速進氣量的方法： 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。 旁通空氣式通過執(zhí)行元件控制怠速旁通氣道的空氣量來控制怠速進氣量。,2、節(jié)氣門直動式怠速控制器,組成：直流電動機、減速齒輪機構(gòu)、絲杠機構(gòu)和傳動軸等。,當直流電動機通電轉(zhuǎn)動時，經(jīng)減速齒輪機構(gòu)減速增
4、扭后，再由絲杠機構(gòu)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。,大眾車節(jié)氣門直動式怠速控制器,大眾車節(jié)氣門直動式怠速控制器電路圖,） 1、控制閥 2、前軸爪 3、后軸承 4、密封圈 5、絲杠機構(gòu) 7、定子 6、線束連接器 8、轉(zhuǎn)子,） 1、2線圈3爪極46定子5轉(zhuǎn)子,3、步進電機型怠速控制閥,豐田車步進電機型怠速控制閥,實際的步進電機不只4個定子，而是有很多。 下圖中的步進電機轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一步一般為1/3
5、2圈。步進電機的工作范圍為0125個步進級。,(1)怠速控制閥的控制內(nèi)容,起動初始位置的設(shè)定：關(guān)閉點火開關(guān)發(fā)動機熄火后，電子控制單元ECU的M-REL端子向主繼電器延續(xù)供電23s，ECU控制步進電機ISCV全部打開，以利于下次起動。 起動控制：起動時，ISCV全開，起動順利。起動后，ECU根據(jù)水溫的高低控制步進電機，調(diào)節(jié)控制閥的開度。,暖機控制：又稱為快怠速控制。暖機時，ECU根據(jù)水溫的高低控制怠速控制閥的開度。隨著水溫上升，怠速控制閥開度逐漸減小。 怠速穩(wěn)定控制：ECU將接受到的轉(zhuǎn)速信號與確定的目標轉(zhuǎn)速進行比較，其差值超過一定值時，ECU通過步進電機控制怠速控制閥以調(diào)節(jié)空氣進氣量。又稱為反饋
6、控制。 怠速提速控制：在怠速時，出現(xiàn)以下情況，ECU控制步進電機將怠速提升。(開空調(diào)、轉(zhuǎn)方向盤（帶動力轉(zhuǎn)向的車）、電器負荷增大（如開大燈，風窗加熱器，尾燈等）、掛前進檔（自動變速器汽車）。 學習控制：由于磨損等原因，怠速控制閥的位置相同時，其實際的怠速轉(zhuǎn)速和設(shè)定的目標轉(zhuǎn)速略有不同，此時ECU利用反饋控制使怠速轉(zhuǎn)速回到目標轉(zhuǎn)速，同時將此時的步進電機步數(shù)存入ROM中（ECU中有一小電路不斷電），以便在以后的怠速控制過程中使用。,ECU控制S1通電，轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)動90度；ECU繼續(xù)給S2通電，轉(zhuǎn)子再順時針轉(zhuǎn)動90度；依此類推。當ECU按照S4、S3、S2、S1的順序通電時，轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動。 線圈通電
7、一次，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一次的角度稱為步進角。,步進電機型ISCV構(gòu)造及工作原理,(2)怠速控制閥的工作原理,當ECU控制使步進電機的線圈按1-2-3-4順序依次搭鐵時，定子磁場順時針轉(zhuǎn)動，由于與轉(zhuǎn)子磁場間的相互作用，使轉(zhuǎn)子隨定子磁場同步轉(zhuǎn)動。同理，步進電動機的線圈按相反的順序通電時，轉(zhuǎn)子則隨定子磁場同步反轉(zhuǎn)。定子有32個爪級，步進電動機每轉(zhuǎn)一步為1/32圈，工作范圍為0125個步進級。,a）輸入脈沖 b）工作過程,(3)步進電機型怠速控制閥電路,豐田皇冠3.0轎車步進電機型ISCV電路,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
8、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。,(4)步進電機型怠速控制閥的檢修,拆下控制閥線束連接器，檢測B1和B2與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓； 熄火后，23s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； B1與S1和S3、B2與S2和S4之間的電阻，應為1030。 蓄電池正極接B1和B2端子，負極按順序依次接通S1S2S3S4端子，控制閥應向外伸出；若負極按反方向接通S4S3S2S1端子，則控制閥應向內(nèi)縮回。,S1-S2
9、-S3-S4 順序,S4-S3-S2-S1 順序,豐田車旋轉(zhuǎn)電磁閥型ISCV,4、旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥,結(jié)構(gòu)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。,占空比：脈沖信號的通電時間與通電周期的比值。,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。,旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥電路及其檢修,斷開線束插頭，點火開關(guān)ON，但不起動發(fā)動機。測量電源端子+B與搭鐵之間的電壓，應為蓄電池電壓。 斷開線束插頭，在控制閥側(cè)測量端子
10、+B與端子RSC及RSO之間的電阻值，正常值應為18.822.8。 發(fā)動機達正常工作溫度，變速器空擋。發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)，短接TE1與E1端子，發(fā)動機轉(zhuǎn)速為10001200r/min，5s后轉(zhuǎn)速應下降約200r/min。,5、占空比控制電磁閥型怠速控制閥,豐田車占空比控制電磁閥型ISCV,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。,怠速控制閥的控制內(nèi)容 包括起動控制、暖機控制、怠速穩(wěn)定控制、怠速預測控制和學習控制。由于旁通氣量少，為此需要快怠速控制輔助控制發(fā)動機暖
11、機過程的空氣量。 怠速控制閥的檢修 拆下控制閥線束連接器，點火開關(guān)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； 拆下怠速控制閥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1015。,6、開關(guān)型怠速控制閥,豐田車開關(guān)型ISCV,工作原理與占空比電磁閥相同，不同的是開關(guān)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。,怠速控制閥的控制內(nèi)容 只進行通、斷電的控制。由于旁通氣量少，為此需要快怠速控制輔助控制發(fā)動機暖機過程的空氣量。 怠速控制閥的檢修 開關(guān)型怠速控制閥的檢修與占空比控制電磁閥型怠速控制閥基本相同。,二、進氣控制系統(tǒng),目的：提高進氣量
12、，改善發(fā)動機動力性能。 類型：動力閥控制系統(tǒng)、諧波進氣增壓系統(tǒng)（ACIS）、可變配氣相位控制系統(tǒng)（VTEC）等多種。 動力閥控制系統(tǒng)：是控制發(fā)動機進氣道的空氣流通截面大小，以適應發(fā)動機不同轉(zhuǎn)速和負荷時的進氣量需求，從而改善發(fā)動機的動力性。 諧波進氣增壓系統(tǒng)：利用了進氣管內(nèi)的壓力波與進氣門的開啟配合，當進氣門開啟時，使反射回來的壓力波正好傳到該氣門附近，從而形成進氣增壓的效果，提高發(fā)動機的充氣效率和功率。 可變配氣相位控制系統(tǒng)：根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷等參數(shù)變化來控制VTEC機構(gòu)工作，改變驅(qū)動同一氣缸兩進氣門工作的凸輪，以調(diào)整進氣門的配氣相位及升程，并實現(xiàn)單進氣門工作和雙進氣門工作的切換。,控制方式
13、：ECU真空電磁閥真空膜片真空氣室動力閥,1.動力閥控制系統(tǒng),在進氣量較小的低速、小負荷工況下，使進氣道空氣流通截面減小，可提高進氣流速，從而提高充氣效率，改善發(fā)動機的低速性能； 在進氣量較大的高速、大負荷工況下，適當增大進氣道空氣流通截面，可減少進氣阻力，提高進氣量，從而改善發(fā)動機的高速性能。,2.諧波增壓控制系統(tǒng) ACIS,壓力波的產(chǎn)生及利用 當氣體高速流向進氣門時，如進氣門突然關(guān)閉，進氣門附近氣流流動突然停止，但由于慣性，進氣管仍在進氣，于是將進氣門附近氣體壓縮，壓力上升。當氣體的慣性過后，被壓縮的氣體開始膨脹，向進氣氣流相反方向流動，壓力下降。膨脹氣體的波傳到進氣管口時又被反射回
14、來，形成壓力波。 一般而言，進氣管長度長時，壓力波長大，可使發(fā)動機中低轉(zhuǎn)速區(qū)功率增大；進氣管長度短時，壓力波波長短，可使發(fā)動機高速區(qū)功率增大。,當發(fā)動機在2000轉(zhuǎn)左右時電腦控制進氣管長度控制閥關(guān)閉，讓空氣先流經(jīng)螺旋形狀的長進氣管后再進入汽缸，此時為長進氣管狀態(tài)。,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升到5000轉(zhuǎn)時，進氣管長度控制閥打開，讓空氣不經(jīng)螺旋管道而直接進入到汽缸，此時為短進氣管狀態(tài)。,圖為奔馳SLK發(fā)動機的進氣管設(shè)計。該設(shè)計就是用的控制閥來控制進氣管的長度，目前多數(shù)車廠喜歡采用這種機構(gòu)控制。,諧波增壓控制系統(tǒng) ACIS原理,低速時，進氣控制閥關(guān)閉，壓力波傳播距離長，發(fā)動機低速性能好。 高速時，進氣控
15、制閥打開，壓力波傳播距離短，發(fā)動機高速性能好。,控制方式：ECUACIS電磁閥真空真空驅(qū)動器進氣控制閥,波長可變的諧波進氣增壓控制系統(tǒng),ECU根據(jù)轉(zhuǎn)速信號控制真空電磁閥的開閉。 低速時，真空電磁閥電路不通，真空通道關(guān)閉，真空罐的真空度不能進入真空氣室，受真空氣室控制的進氣增壓控制閥處于關(guān)閉狀態(tài)。此時進氣管長度長，壓力波長大，以適應低速區(qū)域形成氣體動力增壓效果。 高速時，ECU接通真空電磁閥的電路，真空通道打開，真空罐的真空度進入真空氣室，吸動膜片，從而將進氣增壓控制閥打開，由于大容量空氣室的參與，縮短了壓力波的傳播距離，使發(fā)動機在高速區(qū)域也得到較好的氣體動力增壓效果。 維修時檢查空氣真空電磁閥
16、的電阻為38.544.5。,同一缸有主進氣門和次進氣門，主搖臂驅(qū)動主進氣門，次搖臂驅(qū)動次進氣門，中間搖臂在主次之間，不與任何氣門直接接觸。,3.可變配氣相位控制系統(tǒng)VTEC,中凸輪升程最大，次凸輪升程最小。 主凸輪的形狀適合發(fā)動機低速時單氣門工作的配氣相位要求；中凸輪的形狀適合發(fā)動機高速時雙進氣門工作的配氣相位要求。,1、同步活塞B2、同步活塞A 3、彈簧 4、正時活塞 5、主搖臂 6、中間搖臂 7、次搖臂,與普通配氣機構(gòu)相比較，主要區(qū)別是：凸輪軸上的凸輪較多，且升程不等，結(jié)構(gòu)復雜。,VTEC工作原理,發(fā)動機低速時，電磁閥斷電，油道關(guān)閉。配氣機構(gòu)處于單進、雙排氣門工作狀態(tài)，單進氣門由主凸輪驅(qū)動
17、。 發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)，且發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷、冷卻液溫度及車速均達到設(shè)定值時，電磁閥通電，油道打開。此時配氣機構(gòu)處于雙進、雙排氣門工作狀態(tài)。 當發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降到設(shè)定值，電腦切斷電磁閥電流，正時活塞一側(cè)油壓下降，各搖臂油缸孔內(nèi)的活塞在回位彈簧作用下，三個搖臂彼此分離而獨立工作。,發(fā)動機控制ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷、冷卻液溫度和車速信號控制VTEC電磁閥。電磁閥通電后，通過壓力開關(guān)給電腦提供一個反饋信號，以便監(jiān)控系統(tǒng)工作。,VTEC系統(tǒng)電路,（1）VTEC電磁閥檢查 拆下VTEC電磁閥總成后，檢查電磁閥濾清器，若濾清器有堵塞現(xiàn)象，應更換濾清器和發(fā)動機潤滑油。電磁閥密封墊一經(jīng)拆下，必須更換新件。拆開
18、VTEC電磁閥，用手指檢查閥的運動是否自如，若有發(fā)卡現(xiàn)象，應更換電磁閥。 （2）VTEC電磁閥電阻的檢測 從VTEC電磁閥上拆下連接器，測量電磁閥電阻應為1430。電磁閥連接導線與ECM AZ端子應導通。 （3）VTEC電磁閥或電路故障的檢修 如果VTEC在發(fā)動機低速狀態(tài)一直工作，發(fā)動機會因進氣量不足而無力；如果一直在高速狀態(tài)下工作，發(fā)動機的燃油消耗量就會增加。當VTEC系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，發(fā)動機故障指示燈MIL就會點亮，顯示出故障碼。其中故障碼21說明VTEC電磁閥或電路有故障，按以下步驟進行檢查：,VTEC系統(tǒng)的檢修,清除故障碼，再重新調(diào)取故障碼； 關(guān)閉點火開關(guān)，拆開VTEC電磁閥線
19、束連接器，測量電磁閥線圈電阻應為1430； 檢查VTEC電磁閥與電腦之間的接線是否斷路； 啟動發(fā)動機，達到正常工作溫度后，檢查發(fā)動機轉(zhuǎn)速分別為l000rmin、2000rmin和4000rmin時的機油壓力； 用換件法檢查電腦是否有故障。 （4）搖臂檢查 拆下氣門室蓋，在壓縮上止點時，用手推動3個搖臂應能獨立自由動作，不應連鎖。用400kPa壓力的壓縮空氣從檢查油孔處注入，并堵住泄油孔，這時同步活塞應能把3個搖臂連鎖；不注入壓縮空氣，3個搖臂又分開獨立動作。,無級可變氣門揚程調(diào)節(jié)系統(tǒng),寶馬的Valvetronic,優(yōu)點：減少節(jié)氣損失，減少油耗。 缺點：結(jié)構(gòu)較大；增加的機構(gòu)增加
20、了摩擦損失和慣性使得此機構(gòu)不適用于超高轉(zhuǎn)速發(fā)動機。,VALVETRONIC可變氣門升程機構(gòu),日產(chǎn)的VVEL,注意VVEL偏心軸位置 （左側(cè)動畫為小揚程，右側(cè)動畫為大揚程）,優(yōu)點：增強高轉(zhuǎn)速的動力輸出，低負荷工況節(jié)省燃料 缺點：VVEL機構(gòu)稍顯復雜而且成本較高,豐田的Valvematic,窄夾角低揚程工況,優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、小巧，增加動力同時減少油耗，適應高轉(zhuǎn)速工況 缺點：暫未廣泛推出市場,大夾角大揚程工況,故障分析與排除：,將怠速閥拆下進行清洗，同時發(fā)現(xiàn)怠速閥上通往節(jié)流閥體后部的橡膠軟管中間部位癟了進去，便隨后將它捏圓，將怠速閥裝復后試車，發(fā)動機怠速正常，可沒過幾分鐘故障重現(xiàn)。再次檢查怠速閥，發(fā)
21、現(xiàn)剛才那根橡膠管捏好的部位又癟了進去，于是判定是那根橡膠管的故障。因為該管進氣受阻，將造成怠速旁通氣路進氣不足，導致發(fā)動機怠速不穩(wěn)。將這根橡膠管更換后，故障排除。,技能訓練3 怠速控制閥的清洗及檢測,技能訓練目的 1.掌握怠速控制閥對汽車怠速的影響； 2.熟練掌握怠速閥的清洗； 3.分析并檢測相關(guān)怠速閥的故障及掌握檢測方法。 技能訓練內(nèi)容 1.工具的準備及使用 2.怠速閥的清洗及檢測,相關(guān)知識,設(shè)備、工具和材料準備,技術(shù)標準及要求,各型汽車燃油噴射式發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)速,操作步驟,怠速閥清洗,怠速閥電阻檢測,旋轉(zhuǎn)閥式怠速控制閥檢測（富康988轎車）,怠速閥動作測試,拔下怠速控制閥上的三端子線束連接器，拆下怠速電磁閥，將蓄電池正極接至中間端子（B）端子，負極按順序依次接通ISC1和ISC2端子時怠速閥均有動作。,考核,
發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障檢修
