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摘 要：本文简要介绍电控发动机步进电机式怠速控制系统的工作原理,并结合实际情况,例举两类常见的怠速控制系统的故障,并对每种故障的类型通过实际案例加以分析和故障总结,还提出自己对于怠速系统故障处理的方法.

关 键 词：怠速控制系统；步进电机；工作原理；故障

中图分类号：F40文献标识码：A

1步进电机式怠速控制系统

1.1结构和原理

步进电机式电控怠速控制系统的结构,主要由传感器、ECU、步进电机式怠速控制阀组成.传感器检测发动机的运行工况和负载设备的工作状况,ECU则根据各种传感器的输入信号确定一个怠速运转的目标转速,并与实际转速进行比较,根据比较结果控制步进电机怠速控制阀工作,以调节进气量,使发动机的怠速转速达到所确定的目标转速.采用转速反馈控制方式提高控制精度,为了避免怠速反馈控制与驾驶员通过油门踏板动作引起空气量调节发生干涉,怠速控制系统中,ECU需要根据节气门位置信号和车速信号等对怠速状态进行确认,所以只有在节气门全关、车速为零,怠速状态确认情况下才进行怠速反馈控制.

1.2步进电机式怠速控制阀

步进电动机型怠速控制阀有一内置步进电动机,发动机怠速运转时,ECU根据各种传感器信号控制步进电动机顺时针或逆时针方向转动转子,使控制阀移进或移出,增加或减小控制阀与阀座之间的间隙,以调节允许通过的空气量.步进电机式怠速控制阀由永久磁铁构成的转子、线圈构成的定子和将旋转远动变成直线运动的进给运动的进给丝杠及阀等部分组成.它利用步进转换控制,使转子可顺时针也可逆时针旋转,从而使阀芯轴向移动,改变阀与阀座之间的间隙以达到调节旁通空气道的空气量.

其转子由永久磁铁构成,N极和S极在圆周上相间排列,共有8对磁极（极数视发动机而异）.

1.3怠速控制原理

步进电机式怠速控制系统的控制电路工作过程,ECU依一定顺序使T1～T4三极管适时导通,分别向步进电机的四个线圈供电,由于与转子磁场间的相互作用,驱动转子旋转,调节旁通空气道的开度,从而调节旁通空气量.

2怠速控制系统故障分析与检测

2.1怠速过高的故障分析与检测

怠速转速偏高故障,从根本上讲是怠速工况进气量过多而且过多的进气量是经过空气计量的,从而喷油量随之增加.也就是说,实际进入发动机的混合气的量值在增大,燃烧动力增强,而导致怠速转速升高.

实例：一辆凌志LS400因怠速过高进厂检修,试车中,怠速转速高达1500r/min居高不下,调码“22—水温信号不良”.继续读取数据流水温为39℃,当前发动机温度已超过80℃,明显传感器信号不良,检测水温传感器电阻为300Ω左右,说明传感器正常,符合当前温度的电阻.继续检查插头时,有水锈,接触不良造成电阻过大,信号过大.由于水温传感器报告的是冷车,ECU始终指令步进电机开大进气量,做到冷车快怠速控制.经处理,温度显示正常,但怠速还是居高不下.读取数据流,步进电机在启动由125步逐步降至0步,说明电机已完全关闭,怠速下已无空气进入歧管,可为何怠速转速又很高?分析认定有漏气,这部分漏气一定经空气流量计的测量,能被空气流量计感知的漏气一定是内漏.重点放在节气门检查上,取下节气门进气管,发现边缘有缝隙,重新调节节气门固定螺丝、节气门位置传感器,故障消失.怠速转速750r/min,步进电机步数为24步,一切正常.

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总结：此车怠速转速过高的原因有两个：一是水温信号错误；二是节气门体漏气.由于漏气是主要问题,它掩盖了水温信号不良的问题,如果检查顺序反过来将是另一种现象出现.如果先检查处理节气门漏气故障后,怠速转速不会恢复到目标转速,可能还要保持在900～1000r/min上,因为冷车需要快怠速.当再处理水温信号不良时,怠速才会真正恢复标准转速.

2.2怠速转速过低故障分析与检测

怠速转速过低现象往往并存着怠速抖动、熄火等现象,其根本原因是缸内燃烧作功不足.混合气过浓将使缸内燃烧不完全、不稳定,而使发动机动力下降；混合气过稀将使缸内燃烧缓慢,以致使发动机动力不足；混合气质量变差,同样使燃烧作功不足,如冷却水渗漏、油质不佳等；混合气量值不足也是燃烧作功不足的原因.

实例：一辆凌志LS400V8发动机,故障现象为怠速不稳,转速过低,但加速较正常.

故障诊断：此车发动机配置L型卡门漩涡式空气流量计,首先测其信号为怠速下20Hz,稍有偏低,加速到2000r/min时,信号为70Hz,基本正常,测量系统油压为270Kpa,正常.测量岐管真空度为45Kpa（标准50～70kpa）,明显真空度偏低,有真空漏气的可能.将所有真空管逐一检查未发现问题,用清洗剂喷涂检查时发现一个喷油器处有气泡现象.取下所有喷油器检查发现密封圈有不同程度的破损老化