任务6.1 　检修怠速控制系统（课件）-《汽车发动机电控系统与检修》同步教学（上海交通大学出版社）

项目6 辅助控制系统的检修 任务6.1 　检修怠速控制系统 任务引入 高先生六年前购买了一辆小汽车，该车上周出现了故障：发动机启动后怠速不稳，而且在怠速运转不久后会出现熄火的现象。 在4S店，维修技师用汽车故障诊断仪读取了该车OBD-Ⅱ的数据流，发现该车发动机在怠速运转的过程中存在转速快速下降的情况。维修技师判断故障出在了怠速控制阀，于是将其拆下进行检测，发现其内部电磁线圈的电阻值远超标准值范围。更换怠速控制阀之后，该车故障排除。 任务引入 本任务要求学生掌握怠速控制系统的基础知识和检修方法。本任务的知识与技能要求如表6-1 所示。 任务工单——检测怠速控制系统 学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。 1.学生分组 2.获取信息 3.任务准备 6.课堂小结 4.任务实施 5.考核评价 相关知识 6.1.1　怠速控制系统概述 1．怠速控制系统的组成 怠速是指发动机在不对外输出功率的情况下，以最低稳定转速克服自身运转的摩擦阻力，维持汽车部分装置（如空调装置、动力转向装置等）工作的工作状态。在汽车运行中，发动机怠速运转的时间约占全部运转时间的30%，因此怠速控制系统对发动机的工作性能影响很大。 怠速控制系统主要由信号输入装置、ECU和执行器组成，如表6-8 所示。 相关知识 相关知识 2．怠速控制系统的控制原理 怠速控制系统主要通过控制发动机的进气量，使发动机转速保持在最佳稳定转速，以实现降低燃油消耗和减少污染物排放量的目的。怠速控制系统的控制原理如下图所示。 发动机运转时，ECU根据节气门位置传感器和曲轴位置传感器的信号判断发动机是否处于怠速状态。当判定发动机处于怠速状态后，ECU再根据冷却液温度传感器信号、空调开关信号、空挡启动开关信号等确定相应的目标转速，并将实际转速与其进行比较，由此差值确定所需要的控制量，控制执行器增加或减少进气量，使发动机的实际转速保持在目标转速附近。 相关知识 相关知识 3．怠速控制系统的功能 怠速控制系统的功能主要有启动和暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制、汽车电器负载增加时的怠速控制等。 启动和暖机控制 怠速稳定控制 怠速预测控制 汽车电器负载增加时的怠速控制 发动机启动时，ECU将控制执行器完全开启，以便于发动机启动；发动机启动后，ECU根据冷却液温度传感器的信号，控制执行器不断调整进气量，使发动机以较高的转速实现快速暖机。 发动机暖机结束后开始怠速运转，此时ECU将发动机的实际转速与目标转速进行比较。当二者的差值超过限值（一般为20 r/min）时，ECU控制执行器增加或减少进气量，使发动机的实际转速保持在目标转速附近。 当发动机的负载出现可预测的变化时，ECU根据各负载装置的状态变化信号，控制执行器提前调整进气量，以免发动机出现转速变化过大或熄火的现象。 发动机怠速运转时，汽车电器的负载增加到一定程度后，蓄电池的电压将会降低。当蓄电池的电压降低到某一限值时，ECU会根据蓄电池的低电压信号控制执行器增加进气量，提高发动机的转速，以保证汽车电器的供电。 相关知识 6.1.2　怠速控制系统的类型 1．旁通气道式怠速控制系统 根据执行器的不同，怠速控制系统可分为旁通气道式和节气门直动式，下面分别进行介绍。 1）概述 旁通气道式怠速控制系统的工作原理如下图所示。在旁通气道式怠速控制系统中，节气门在发动机怠速运转时完全关闭，空气通过一条跨接在节气门两侧的旁通气道进入进气歧管。旁通气道中安装有怠速控制阀，ECU通过怠速控制阀控制旁通气道的开度，对发动机的进气量进行调整，使发动机的实际转速保持在目标转速附近，以实现怠速控制。 相关知识 相关知识 2）怠速控制阀 步进电动机式怠速控制阀的结构如下图所示。它主要由线束插座、外壳、步进电动机、螺杆和锥面阀芯等组成，其中步进电动机由定子和转子组成，定子为永磁体，转子由若干组电磁线圈缠绕在铁芯上制成。 发动机怠速运转时，ECU根据有关传感器的信号，通过改变转子电磁线圈的通电顺序和次数（每通电一次也称为一步），来控制转子的旋转方向和角度，使螺杆上下移动，以增大或减小旁通气道的开度。 （1）步进电动机式怠速控制阀。 相关知识 相关知识 旋转滑阀式怠速控制阀的结构如下图所示。它主要由线束插座、壳体、转子、定子、中心轴和旋转滑阀等组成。其中，转子上有两组绕向相反的电磁线圈；定子为永磁体，它固定在外壳上；旋转滑阀固定在中心轴上，它们随转子一起转动。 发动机怠速运转时，ECU根据有关传感器的信号，分别向转子中两组电磁线圈输入脉冲电压，来控制转子的旋转方向和角度，并通过中心轴带动旋转滑阀转动，以增大或减小旁通气道的开度。 （2）旋转滑阀式怠速控制阀。 相关知识 相关知识 2．节气门直动式怠速控制系统 1）概述 现代汽车普遍采用了节气门直动式怠速控制系统对发动机进行怠速控