1. 怠速
怠速通常是指节气门关闭,加速踏板完全松开,且发动机对外无功率输出并能保持最低稳定转速的运转工况。
发动机怠速时的负荷如下:
◆ 曲柄连杆机构和配气机构的内部摩擦
◆ 辅助驱动装置(水泵、发电机等)
2. 怠速控制系统
(1)怠速控制系统的作用
怠速控制系统的作用是实现发动机在目标转速下稳定运转,并使发动机启动后快速暖机以及开启空调后怠速调整,使得发动机实现不同怠速工况要求,以实现良好的经济性、排放性能和运转性能。
(2)怠速控制系统的控制方式
怠速控制系统按控制方式可分为两种:
一是控制节气门关闭位置的节气门直动式,执行元件通过节气门操纵机构调整节气门开度大小,达到控制怠速进气量的目的;
二是控制节气门旁通道空气流量的旁通空气式,执行元件通过改变旁通控制阀的位置,调整旁通空气通道的进气量,实现怠速控制。这两种形式都以调节进气通道截面积的方法来控制空气流量,从而达到怠速调整的目的。两种控制方式如下图所示。
(3)怠速控制系统的组成
怠速控制系统组成包含三部分:传感器、ECU和执行器,怠速控制系统的执行器是怠速控制阀(ISCV)。
(4)怠速控制系统的基本原理
发动机控制系统具有维持正常怠速运转转速的功能,即怠速控制功能。传统的怠速控制是一种原始的手动控制或机械式控制,目前现代新型汽车的怠速一般采用ECU智能控制。在发动机控制模块ECU的ROM中存储有各种怠速工况下的最佳怠速转速(目标转速)。发动机怠速运转时,ECU根据传感器检测的发动机状态参数确定目标转速,计算出目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。
3. 怠速控制原理
发动机怠速转速控制的实质是对怠速进气量的控制。怠速控制原理如下:
(1)启动初始位置的设定
发动机停机,没有发动机转速信号传至ECM时,怠速控制阀全开以改善发动机再次启动时的起动性能。
(2)启动控制
在启动期间ECM根据冷却液温度传感器信号来调节怠速控制阀的开度,使之达到启动后暖机控制的最佳位置。
(3)暖机快怠速控制
ECM根据冷却液温度传感器信号按ECM内部程序的控制特性控制怠速控制阀开度,随温度上升,开度逐渐减小。当冷却液温度达到70℃时,暖机控制过程结束。
(4)预测控制
怠速状态中,如变速器挡位、动力转向、空调工作状态的变化都将使发动机的转速发生可预见的变化,ECM收到信号后提前调节怠速控制阀的开度,增加怠速转速。
4. 故障分析
发动机怠速不稳的故障原因可能是多方面、多系统、多因素的,属于诊断与检测难度较大的工作,轻易换件的方法是不可取的,应根据检测结果、数据分析、维修经验做出正确判断。怠速不稳的故障原因主要有:发动机电子控制系统、进气系统、燃油系统、点火系统、发动机机械故障等。
(1)电子控制系统引起的怠速不稳
电子控制系统故障主要是传感器和执行器的故障,ECU故障概率很小,不考虑在内。
◆ 传感器故障 传感器故障主要有冷却液温度传感器、空气流量传感器、进气温度传感器、氧传感器故障等,ECU接收错误的传感器信号,并输出错误指令至执行元件,造成怠速不稳。
判断传感器是否故障时,可观察仪表盘上的故障指示灯是否亮起。如果故障指示灯点亮,则需要使用故障诊断仪读取故障码并检测故障。
◆ 执行器故障 执行器主要有怠速控制装置、EGR阀、活性炭罐电磁阀等,阀的脏堵导致怠速空气控制不准确,出现怠速不稳甚至熄火现象。
对于执行器故障,一般先检查是否漏气或脏堵,必要时更换。
(2)供给系统引起的怠速不稳
供给系统主要故障在油路和气路。燃油系统主要是燃油压力故障。进气系统主要是进气系统管路泄漏。
◆ 燃油系统压力故障 常见原因有:燃油泄漏,燃油压力调节器不良,燃油滤清器堵塞,喷油器雾化不良等。
◆ 进气系统管路故障 进气系统管路泄漏,主要是指节气门体脏漏,排气不良,以及EGR阀、真空软管、PCV软管破损漏气或接口脱落及连接错误,进气歧管破损或歧管垫漏气,空气滤清器堵塞等。
(3)点火系统引起的怠速不稳
点火系统中,单缸失火或单缸点火不良均能引起发动机怠速不稳。常见原因有:火花塞电极烧蚀或有积炭。
(4)机械部分引起的怠速不稳
机械部分故障主要是气缸密封性不良,造成气缸压力偏低。正时链条故障也会造成发动机怠速不稳。
基于以上分析,针对发动机怠速不稳故障,总结出各系统故障原因如下所示。