1、1 电控发动机怠速不稳故障原因与排除方法 2 摘要：车应用的普及是现代文明社会的一个重要标志。目前，汽车已经进入许多中国人家3 庭，拥有汽车再也不是一件难以实现的事。近年来，我国汽车驾驶者的队伍，每年以百万人4 的数量增加。成品油售价不断攀升，如何减低油耗成了人们最关心的问题。5 保持汽车良好的技术状态，直接关系到行车的安全，经济和环保。发动机怠速运转时间6 约占汽车使用时间的 30%，怠速运转的高低影响油耗、排放、运转的稳定性等。在保证发动7 机排放要求且运转稳定的前提下，应尽量使发动机怠速转速保持最低，以降低油耗。怠速不8 稳是日常用车中最常见的问题之一，如何判断和维护成了一个用车一族必须
2、知道的内容。910 关键词：维护 怠速 排除诊断1112131415161718192021222324252627282930南京交通技师学院毕业论文（设计）第 1 页 共 17 页231 发动机怠速控制系统32 1.1概述33 怠速控制就是 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34 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35 转速接近目标转速。3637 说明模块系统、特点（CAN、可擦写） 、功能、控制系统组成38 发动机控制模块(ECU) 和许多与排放相关的部件及系统相互联系，并且监测与排放相关的部39 件和系统是否损坏。OBD I
3、I 诊断监测系统性能，并在系统性能下降时设置故障诊断码(DTC)。40 故障指示灯(MIL) 的工作和故障诊断码的存储取决于故障诊断码的类型。如果故障诊断码与41 排放相关，则故障诊断码被分成 A 类或 B类。C 类是与排放无关的故障诊断码。42 发动机控制模块位于发动机舱内。发动机控制模块是发动机控制系统的控制中心。发动机控43 制模块控制以下部件：44 燃油喷射系统45 点火系统46 排放控制系统47 车载诊断系统48 空调和风扇系统49 节气门体电机系统50 发动机控制模块持续监测各个传感器的信息和其他输入，并控制影响车辆性能和排放的系统。51 发动机控制模块也对系统的各个部分执行诊断测
4、试。发动机控制模块可以识别运行故障并通52 过故障指示灯警告驾驶员。当发动机控制模块检测到故障时，发动机控制模块存储故障诊断53 码。通过特定故障诊断码的设置，可以识别故障部位。这有助于技术人员进行维修。54 发动机控制模块的功能55 发动机控制模块(ECU) 可以向各种传感器或开关提供 5 伏或 12 伏电压。这通过调节发动机56 控制模块电源的电阻来实现。在某些情况下，由于电阻太小，车间中使用的普通电压表不能57 指示精确的读数。因此，需要使用输入阻抗至少 10 兆欧的数字式电压表，才能确保电压读南京交通技师学院毕业论文（设计）第 2 页 共 17 页258 数的精度。发动机控制模块通过控
5、制搭铁来控制输出电路，或者通过晶体管或被称为输出驱59 动器模块的设备来控制电源电路。60 电可擦可编程只读存储器61 电可擦可编程只读存储器(EEPROM) 是固结在发动机控制模块(ECU) 上的一种永久性存储器。62 电可擦可编程只读存储器包含发动机控制模块用以控制动力系统运行的程序和校准信息。为63 了对发动机控制模块重新编程，需要专用设备和车辆的正确程序和校准信息。64 发动机控制模块默认操作65 发动机控制系统出现故障时，发动机控制模块(ECU)用默认操作对系统进行控制。默认操作66 是存储在发动机控制模块内的计算值和/或标定默认值。当故障产生时，依靠默认操作可以67 保持发动机某一
6、水平性能。发动机控制模块默认操作防止发动机性能的完全丧失。68 1.1.1怠速控制应用概况69 常见的辅助空气阀有：双金属型、石蜡型。70 在低温下，辅助空气阀打开，一部分空气经辅助空气通道进入气缸，使发动71 机在低温怠速工况下有较大的供气量，发动机可在较高的怠速下稳定运转，实现72 快速暖机的过程。随着发动机温度的上升，辅助空气阀慢慢关闭，使发动机在正73 常的怠速下运转。这种温控辅助空气阀其控制功能有限，不能满足现代汽车发动74 机使用全过程的怠速控制要求。随后出现的由微机控制怠速控制阀的怠速控制系75 统具有多项控制功能，可使发动机的怠速控制能适应电控发动机性能进一步提高76 的要求。
7、现代汽车电子怠速控制系统一般都覆盖了温控辅助空气阀的功能，因此77 温控式的辅助空气阀在现代电控发动机上已很少使用。78 1.1.2怠速控制系统的作用79 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80 稳定运转。81 1.1.3怠速稳定控制82 发动机怠速稳定控制实际上是一种转速反馈控制。在微机存储器中，存储有83 发动机在不同状态下的最佳稳定怠速参数（目标转速） 。84 当发动机处于怠速工况时，怠速控制系统不断地检测发动机的转速，并与当85 前发动机状态下的目标转速进行比较，当发动机怠速出现波动。偏离了设定的目86 标转速时，ECU 输出控制脉冲使怠速控制执行器
8、动作，将发动机的怠速调节在设87 定的目标转速范围之内。88 1.2怠速不稳89 发动机怠速不稳是汽车使用中常见的故障之一。尽管现在大多数的轿车都有故障90 自诊断系统，但也会出现汽车有故障面自诊断系统却显示正常代码或显示与故障91 无关的代码的情况。这通常是由不受电控单元(ECU)直接控制的执行装置发生故92 障或传统机械故障成。93 1.2.1怠速不稳故障成因94 (1)、怠速开关不闭合95 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 ECU96 根据空气流量计和曲轴转速信号确定喷油量。面此时发动机却是在怠速工况下工97 作，进气量较少，造成混合气过浓，转速上升。当
9、 ECU收到氧传感器反馈的“混98 合气过浓”信号时，减少喷油量，增加怠速控制阀的开度，又造成混合气过稀。99 使转速下降。当 ECU收到氧传感器反馈的“混合气过稀”信号时，又增加喷油量，100 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101 速不稳，在怠速工况时开空调，打方向盘，开前照灯会增加发动机的负荷。为了102 防止发动机因负荷增大而熄火ECU 会增人喷油量来维持发动机的平稳运转。怠南京交通技师学院毕业论文（设计）第 3 页 共 17 页2103 速触点断开，ECU 认为发动机不是处于怠速工况，就小会增大喷油量，因而转速104 没有提升。105 (2)、怠
10、速控制阀(ISC)故障106 故障分析：电喷发动机的正确怠速足通过电控怠速控制阀来保证的。ECU107 根据发动机转速、温度、节气门开关及空调等信号，红过运算对怠速控制阀进行108 调节。当怠速转速低于设定转速值时，电脑指令怠速控制阀打开进气旁通道或直109 接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。当怠速转速高110 于设定转速值时，电脑便指令怠速控制阀关小进飞旁通道，使进气最减小，降低111 发动机转速。由于油污、积炭造成怠速控制阀动作滞涩或卡死，节气门关闭不到112 位等原因，使 ECU无法对发动机进行正确地怠速调节，造成怠速转速不稳。113 (3)、进气管路漏气114
11、115116 南京交通技师学院毕业论文（设计）第 4 页 共 17 页2117 当发动机转速低于 4600r/min时(举例)，可变进气歧管活动阀门关闭，空气118 通过较长的轨迹进入气缸，管内进气流具有较大的惯性起到惯性增压的作用,可119 获得较大的扭矩；当发动机转速超过 4600r/min时，ECU 根据负荷、温度等信号120 给电磁阀接地，使电磁阀打开，此时进气管内的低压空气进入到真空膜盒的右恻，121 而真空膜盒的左侧与大气相通，因此形成压力差 p(p= P 0- P u)，使膜片向122 右移动，保证足够从而通过连杆带动活门转动，此时空气通过较短的轨迹流入气123 缸内可降低延程阻
12、力，使发动机高速时获得较大的功率。124 (2)进气歧管：进气歧管采用进气道长度可变技术，控制模块可以根据转速的不125 同选择使用不同长度的进气道，低转速时短进气道关闭，发动机使用长进气道进126 气；高转速时则相反，关闭长进气道，使用短进气道进气。这是因为较短的进气127 道进气阻力小，高速时候的响应更快；而较长的进气道则有利于进气歧管中油与128 气的混合。129 (3)故障分析：由发动机的怠速稳定控制原理可知，在正常情况下，怠速控制阀130 的开度与进气量严格遵循某种函数关系，即怠速控制阀开度增大，进气量相应增131 加。进气管路漏气，进气量与怠速控制阀的开度将不严格遵循原函数关系，即
13、进132 飞量随怠速控制阀的变化有突变现象，空气流量计此无法测出真实的进气量，造133 成 ECU对进气量控制不准确，导致发动机怠速不稳。134 (4)、135 配气相位错误136 137 南京交通技师学院毕业论文（设计）第 5 页 共 17 页2138 139 （5）说明：系统优点、组成、功能、分析电路140 节气门执行器控制(TAC) 系统改善了节气门的响应，增强了节气门的可靠性并且141 可以不用机械式拉线。节气门执行器控制系统执行以下功能：142 (5) 加速踏板位置(APP) 感测143 (6) 满足驾驶员和发动机要求的节气门定位144 (7) 节气门位置(TP) 感测145 (8)
14、 内部诊断146 (9) 巡航控制功能147 (10) 管理节气门执行器控制电能消耗148 (11)节气门执行器控制系统包括以下部件：149 (12) 加速踏板位置传感器150 (13) 节气门体总成151 (14) 发动机控制模块(ECM)152 (15)故障分析：对于使用质量流量型空气流量传感器的车型，此种传感器采用了153 恒温差控制电路来实现对空气流量的检测。其控制电路是由发热元件、温度补偿154 电阻、精密电阻和取样电阻组成的电桥电路。155 当空气气流流经发热元件使其受到冷却时，发热元件温度降低，阻值减小，156 电桥电压失去平衡，控制电路将增大供给发热元件的电流，使其与温度补偿电
15、阻157 的温度差保持一定。电流增量的大小，取决于发热元件受到冷却的程度，即流过158 传感器的空气量。当电桥电流增大时，取样电阻上的电压就会升高，从而将空气159 流量的变化转化为输出给 ECU的电压信号，ECU 根据此信号设定基本喷油量。配160 气相位的错误会使使气门不按规定时刻开闭，致使进入气缸内的空气量减少，同161 时由于窜气也使进气歧管内的温度有所升高，从而使发热元件受到冷却的程度降162 低，因而输出给 ECU的电压信号就低，喷油量就会减少，容易造成发动机在怠速163 时运转不稳，出现抖动。164 对于使用压力型空气流量传感器的车型，压力传感器是将进气管的压力信号165 转化为
16、电压信号输出给 ECU，ECU 发出指令使喷油嘴喷油。因此，Px 是决定喷南京交通技师学院毕业论文（设计）第 6 页 共 17 页2166 油量的依据。配气相位错误会使Px 超出标准且出现波动，引起喷油量波动，使167 发动机怠速不稳。168 (5)、喷油器滴漏或堵塞169 170171172 (16)作用 ：喷油器总成是一个由控制模块控制的电磁阀装置，它控制喷入进气歧南京交通技师学院毕业论文（设计）第 7 页 共 17 页2173 管内燃油量，从而控制混合气的空燃比。174 (17)结构 ：控制模块给高阻抗（12 欧姆）喷油器电磁阀通电，使常闭球阀开启。175 这使得燃油流进喷油器顶部，通过
17、球阀并穿过喷油器出口的导板。导板带有机加176 工孔，能控制燃油流量，在喷油器嘴喷处形成细雾状的喷射燃油。来自喷油器嘴177 的燃油导入进气门，使燃油在进入燃烧室前进一步雾化和气化。这一细微的雾化178 过程改善了燃油经济性和排放性能。179 (18)原理 ：喷油嘴线圈的一端由主控继电器提供 12V电源，另一端有 ECM控制线180 圈的接地。ECM 提供控制线圈接地的时间来控制喷油量。181 (19)故障分析：若喷油器有滴漏或堵塞现象，使其无法按照 ECU的指令进行喷油，182 从而造成混合气过浓或过稀，使个别气缸工作不良，导致发动机怠速不稳。喷油183 器的堵塞引起的混合气过稀，还会使氧传
18、感器产生低电位信号，电脑会根据此信184 号发出加浓混合气的指令，如果指令超出调控极限时，电脑会误认为氧传感器存185 在故障，并记忆故障代码。(6)、 排气系统堵塞186 故障分析：与三元催化器内因部因结胶、积炭、破碎等原因造成局部堵塞或187 随机堵塞时，就会加大排气时的反压力，使进气管真空度过低，造成发动机排气188 不彻底、进气不充分，致使气缸工作性能变差。发动机怠速发抖。进气不顺畅可189 能还会造成电脑记忆空气流量计故障代码。若该故障长时间不排除，将使氧传感190 器长期在恶劣条件下工作，加速了氧传感器的损坏，造成发动机故障灯亮。 191 (7)、怠速工况 EGR阀开启192 原因
19、分析：EGR 阀只有在发动机转速升高或中向负荷时才开启，EGR 阀开启193 后将一部分废气引入燃烧室参与混合气的燃烧，降低了燃烧室内的温度，以减少194 NOx的排放。但过多的废气参与再循环，将会影响混合气的着火性能，从而影响195 发动机的动力性，特别是在发动机怠速、低速、小负荷等工况时。ECU 控制废气196 不参与再循环，避免发动机性能受影响。若 EGR阀地发动机怠速时开启，使废气197 参与循环进入燃烧室，使燃烧变得不稳定，有时甚至失火。198 1.2.2各成因诊断方法199 (1)怠速开关不闭合：诊断方法：怠速时打开空调，打方向盘发动机转速不升200 高，可证明是此故障。201 (
20、2)怠速控制阀(ISC)故障：诊断方法：检查怠速控制阀的作动声音，若无作动声202 即怠速控制阀出现故障。203 (3)进气管路漏气：诊断方法：若听见进气管有泄漏的嗤嗤声，则证明进气系统204 漏气。205 (4)配气相位错误：诊断方法：检查气缸压力、Px 和正时标记，若缸压不在标206 准值范围内或Px 超出标准并且正时标记不正确，即可判断发生此故障。207 (5)喷油器滴漏或堵塞：诊断方法：用听诊器检查喷油器是否发出“咔叽咔叽”208 作动声或测量喷油器的喷油量，若喷油器无作动声或喷油量超出标准，喷油器即209 有故障。210 (6)排气系统堵塞：南京交通技师学院毕业论文（设计）第 8 页
21、 共 17 页2211212213 作用 ：监测尾气中氧的浓度，并将信息反馈给控制单元，调整喷油量，实现最佳214 的空然比。实现发动机的闭环控制，改善发动机的燃烧，减少有害气体的排放.215 加热型氧传感器 1 或 2 用于燃油控制和后催化剂监测。216 结构 ：传感器为 4线式，其中的两根线式用于向 ECM提供尾气中氧含量浓度的信217 号线。另外两根是由 ECM控制对传感器加热。218 原理 ：每个加热型氧传感器将环境空气的氧含量与废气流中的氧含量进行比较。219 加热型氧传感器必须达到工作温度以提供准确的电压信号。加热型氧传感器内部220 的加热元件使传感器达到工作温度所需的时间为最短
22、。发动机控制模块(ECM) 向221 加热型氧传感器提供参考电压或大约 450 毫伏的偏置电压。当发动机首次起动时，222 发动机控制模块在开环状态下运行，忽略加热型氧传感器电压信号。加热型氧传223 感器达到工作温度并达到“闭环”运行条件后，加热型氧传感器将在 01000 毫224 伏范围内产生围绕偏置电压上、下波动的电压。加热型氧传感器电压过高，表明225 废气流较浓。加热型氧传感器电压过低，表明废气流较稀。三元催化转换器用于226 控制碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO) 和氮氧化合物(NOx) 排放。转换器内的催南京交通技师学院毕业论文（设计）第 9 页 共 17 页2227 化剂有利
23、于加快化学反应。该反应使废气中的碳氢化合物和一氧化碳氧化，将其228 转换为无害的水蒸汽和二氧化碳。催化剂还可减低氮氧化合物，将其转换为氮。229 发动机控制模块(ECM) 能用前加热型氧传感器(HO2S1) 和后加热型氧传感器230 (HO2S2) 监视这个过程。这些传感器产生一个输出信号，显示进入和离开三元催231 化器的废气中氧的含量。这表明了催化剂有效转换废气的能力。如果催化器有效232 工作，前加热型氧传感器(HO2S1) 信号会比后加热型氧传感器(HO2S2) 产生的信233 号更强。催化剂监视传感器操作的方式与燃油控制传感器一样。传感器的主要功234 能是监视催化剂，但也有一定的
24、供油调节作用。如果传感器输出指示出现长时间235 高于或低于 450 毫伏的偏压，发动机控制模块(ECM) 将对燃油微调进行轻微调整，236 保证供油量符合催化剂监视要求。后加热型氧传感器(HO2S2) 加热部件或点火供237 电线路或搭铁出现故障，会导致氧传感器响应速度变低。这会导致催化剂监视器238 诊断结果出错。239 诊断方法：利用真空表对Px 进行检测，若Px 较低且加速时常常伴有发闷的240 现象，可确定为此故障。241 (7)怠速工况 EGR阀开启：诊断方法：拆下 EGR阀把废气再循环通道堵死。故242 障现象消失即为此故障。243 1.2.3各成因故障排除方法244 (1)怠速
25、开关不闭合：故障排除：对节气门位置传感器进行调整、修复或更换。245 (2)怠速控制阀(ISC)故障：故障排除：清洗或业换怠速控制阀，并用专用解码器246 对怠速转速进行基本设定。247 (3)进气管路漏气：故障排除：查找泄漏处，重新进行密封或更换相部件。248 (4)配气相位错误：故障排除：检查正时标记，按照标准重新调整配气相位。249 (5)喷油器滴漏或堵塞：故障排除：清洗喷油器，检查每个喷油器的喷油量并确250 认无堵塞、滴漏现象。251 (6)排气系统堵塞：故障排除：更换三元催化器。252 (7)怠速工况 EGR阀开启：故障排除：此故障大多是由于 EGR阀被积炭卡死在常253 开位置所造成。消除 EGR阀上的积炭或更换 EGR阀。254 发动机游车判断及燃油系统保养255 2.1怠速发抖判断256 (1)油压过低或者过高257 表现轻微游车，过低的情况有加速无力，易熄火，难着车，严重的加速回火，过258 高为抖动，排气浓，一般没有放炮的情况259 （2）喷油嘴轻微堵塞260 游车，怠速抖动，加速不良，严重的有掉缸现象261 （3）汽油质量262 多为加速或者中高速发冲，如果引起氧传感中毒的话有游车现象263 (4)火花塞
