电喷发动机怠速不稳的原因分析与排除

周口职业技术学院

毕业论文

2008级机电工程系

汽车检测与维修技术（2）班

论文题目：电喷发动机怠速不稳的原因分析与排除姓名：党亚龙学号：08040101指导教师：刘高俊职称：助教

2011年04月19日

电喷发动机怠速不稳的原因分析与排除

摘要：发动机怠速不良包括:怠速太低、太高,怠速运转不柔及怠速不稳等现象。电喷发动机构造原理与化油器式发动机有很大区别,怠速不稳的故障原因多而复杂,增加了故障诊断和排除的难度,本文就电子燃油喷射系统发动机怠速不稳的主要原因进行概要分析。

关键词:怠速控制原理;怠速不良;故障分析;故障排除

前言

电喷发动机是采用电子控制装置.取代传统的机械系统(如化油器)来控制发动机的供油过程。如汽油机电喷系统就是通过各种传感器将发动机的温度、空燃比、油门状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等信号输入电子控制装置。电子控制装置根据这些信号参数,计算并控制发动机各气缸所需要的喷油量和喷油时刻,将汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进气管中雾化。并与进入的空气气流混合,进入燃烧室燃烧,从而确保发动机和催化转化器始终工作在最佳状态。这种由电子系统控制将燃料由喷油器喷入发动机进气系统中的发动机称为电喷发动机。而怠速不良故障诊断程序怠速不良是电控燃油喷射式发动机常见的故障之一,它有多种表现形式,包括怠速不稳、怠速熄火、冷车怠速不良、热车怠速不良等。

尽管现在大多数的轿车都有故障自诊断系统,但也会出现汽车有故障而自诊断系统却显示正常代码或显示与故障无关的代码情况。这通常是由不受电控单元(ECU)直接控制的执行装置发生故障或传统机械故障而形成。

一、怠速控制原理和控制过程

所谓怠速,是指发动机在无负荷(对外无功率输出)的情况下的稳定运转状态。怠速控制目的:用高怠速实现发动机启动后的快速暖机过程;自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。

发动机的怠速不稳,主要是控制发动机怠速的某些元件出现故障引起,转速忽高忽低,发动机产生振动。加速不良是指车辆在行驶时,提速困难,加速不畅,发动机不能按车辆行驶的需要正常完成各类工况。现在我们先分析其组成及工作原理。

1、传感器:主要有检测发动机转速大小的曲轴位置传感器、检测发动机是否处于怠速运行状态的节气门位置传感器、检测发动机冷却液温度高低的冷却液温度传感器、检测发动机是否处于启动工况的启动开关信号、检测空调压缩机是否处于工作状态的空调开关信号、检测变速器是否有载荷加在发动机上的空档启动开关信号、检测动力转向系统是否起作用的动力转向开关信号、检测发电机负荷变化的发电机负荷信号以及检测车速的车速传感器信号。

2、执行器:怠速空气控制阀.控制怠速时进气量的大小。

3、发动机控制模块(ECU):根据从各个传感器输入的信号,把发动机的实际转速与根据各个传感器输入的信号所决定的目标转速进行比较,根据比较得出的差值,确定相当于目标转速的控制量,去驱动怠速空气控制机构,即怠速空气控制阀,使发动机怠速转速保持在目标转速。ECU根据节气门全关信号,来判断发动机是否处于怠速状态,然后根据发动机冷却水温传感器来调整,从而保证发动机转速稳定地运转。根据有关传感器信号ECU控制怠速控制阀,使发动机在不同怠速工况时都处在最佳转速下稳定运转。

电喷发动机怠速系统控制原理图

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。

(1)起动设定。发动机停机没有发动机转速信号传至ECU时,怠速控制阀全开以改善发动机再次起动时的起动性能。为了使怠速控制阀的设定适于发动机下次起动,即使在点火开关断开后,还必须供电给ECU和怠速控制阀。因此,为了保持主继电器接通,ECU继续输出12V 电压,直至怠速控制阀被设定为止。设定一旦完成,怠速控制阀就切断流往继电器的电流。

(2)起动控制。由于怠速控制阀事先设定在全开位置,起动中通过怠速控制阀的空气量是最大,这使发动机易起动。但是发动机起动后,如果怠速控制阀仍然保持全开位置发动机转速就会升得太高。所以,当发动机在起动中或起动后达到一定的转速这一转速是由冷却水温传感器信号来确定,ECU就开始输出信号给怠速控制阀,使其从全开位置闭合至接近由冷却液温度确定这一点。控制相关信号有发动机转速、冷却液温度、节气门位置传感器等。

(3)暖机快怠速控制。当冷却温度升高时,怠速控制阀从起动中闭合那一点继续逐渐闭合。当冷却液温度达到80℃时,怠速控制阀将快怠速控制终止。

二、怠速运转不良原因分析与排除

发动机怠速运转不良的故障主要分为三种情况。一是怠速不稳;二是怠速偏高;三是怠速偏低或没怠速。

(一)怠速不稳

怠速不稳的一般原因有：怠速开关不闭合；怠速控制阀调整不当；进气及真空系统有漏气现象；配气相位错误；喷油器滴漏或堵塞而工作不良；排气系统堵塞；怠速调节阀有故障或积炭等；在点火电路有故障(有火花塞损坏烧、烧蚀开裂,高压线漏电,分电器破损,点火线圈工作不良等),活性碳罐堵塞或电磁阀损坏；曲轴通风阀(PCV)有故障或堵塞；怠速混合空然不当；气门漏气；各缸气缸压力相差过大；点火正时失准；电控方面原因等等。

1、怠速开关不闭合的分析诊断与排除

（1）故障分析

怠速触点断开,ECU便判定发动机处于部分负荷状态,此时ECU根据空气流量传感器和曲轴位置、转速信号确定喷油量和喷油时间。而此时发动机却是在怠速工况下工作,进气量较少,造成混合气过浓,转速上升。当ECU收到氧传感器反馈的混合气过浓信号时,就会减少喷油量,增加怠速控制阀的开度,由此又会造成混合气过稀,使转速下降;当ECU收到氧传感器反馈的混合气过稀信号时,会增加喷油量,减小怠速控制阀的开度,又造成混合气过浓,使转速上升。如此反复,使发动机怠速不稳。

而在怠速工况时开空调,转动转向盘,开照灯均会增加发动机的负荷,为了防止发动机因负荷增大而熄火,ECU会增大供油量来维持发动机的平衡运转。怠速触点断开,ECU认为发动机不是处于怠速工况,就不会增大供油量,因而转速没有提升。

(2)诊断方法

怠速时开空调和转动转向盘,若发动机怠速转速不升高,则证明怠速开关不闭合。

（3）故障排除

调整或更换节气门位置传感器。

2、怠速控制阀故障的分析诊断与排除

（1）故障分析

电喷发动机的正常怠速是通过怠速控制阀(ISC)来保证的。ECU根据发动机转速、温度、节气门开关及空调开关等信号,经过运算对怠速控制阀开大进气旁通道或直接加大节气门的开度,使进气量增加,以提高发动机怠速转速;当怠速转速高于设定转速时,ECU便指令怠速控制阀关小进气旁通道,使进气量减少,降低发动机转速。由油污、积炭造成的怠速控制阀动作发卡或节气门关闭不到位等会使ECU无法对发动机进行正确的怠速调节,造成怠速不稳。