摘 要:怠速工況是發(fā)動機的重要工況之一。電控發(fā)動機怠速高低對油耗、發(fā)動機的排放污染、暖機時間以及使用壽命等都會產(chǎn)生不同程度的影響。如果診斷思路不正確會延長修理時間、降低工作效率。本文簡要分析了電控發(fā)動機怠速不穩(wěn)現(xiàn)象、原因及其診斷方法,對發(fā)動機怠速故障診斷與維修人員提供參考。
關(guān)鍵詞:電控發(fā)動機;怠速不穩(wěn);診斷
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.249
1 前言
怠速工況是發(fā)動機工作的重要工況之一,是發(fā)動機在對外不做功的情況下,即離合器處于結(jié)合位置、變速器處于空擋位置(對于自動變速箱的車應(yīng)處于“停車”或“P”檔位),只帶動其他各輔助裝置以最低轉(zhuǎn)速連續(xù)、平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
發(fā)動機怠速性能是評價發(fā)動機好壞的重要指標,怠速轉(zhuǎn)速的高低直接影響燃油消耗、排放污染和舒適性能等。保證發(fā)動機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的最低怠速轉(zhuǎn)速為最佳怠速轉(zhuǎn)速,一般汽油機怠速轉(zhuǎn)速在700~1000r/min。怠速轉(zhuǎn)速不宜過高或者過低,怠速過高,會使油耗增加。據(jù)統(tǒng)計,約有30%的燃油消耗出現(xiàn)在怠速階段。但從有害物排放減少的角度分析,怠速過低又會增加有害物的排放。如果怠速轉(zhuǎn)速過低,冷車運轉(zhuǎn),空調(diào)打開或電器負荷增大、動力轉(zhuǎn)向時,會使怠速下降,若不采取措施,發(fā)動機將出現(xiàn)運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定,甚至熄火。
2 怠速控制的功能
電控技術(shù)在現(xiàn)代汽車上應(yīng)用越來越廣泛,怠速控制已經(jīng)成為發(fā)動機集中控制的基本控制內(nèi)容之一。其目的是在保證發(fā)動機排放要求,并且平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的前提下,盡量降低發(fā)動機怠速,從而降低怠速時的燃油消耗。
其他工況時,駕駛員可以使用加速踏板來控制節(jié)氣門開度,進而改變進氣量,以調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和輸出功率。而怠速工況下,加速踏板完全松開,駕駛員則無法控制進氣量。此時,空氣通過節(jié)氣門縫隙或旁通怠速空氣道進入發(fā)動機,并由空氣流量計/進氣歧管絕對壓力傳感器來檢測進氣量,電控燃油噴射系統(tǒng)根據(jù)各傳感器信號來控制噴油量,從而確保發(fā)動機怠速時平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。所以,發(fā)動機怠速控制系統(tǒng)就是根據(jù)發(fā)動機的工作溫度和負載,由電控單元自動控制怠速時的進氣量,維持發(fā)動機以穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。也就是說,怠速轉(zhuǎn)速的控制實際上就是怠速時的進氣量的控制。
如果怠速工況時有負荷,則負荷的大小及其變化會影響怠速的轉(zhuǎn)速,此時怠速控制的目的就是確保即使有負荷變化,怠速轉(zhuǎn)速也相對穩(wěn)定。發(fā)動機怠速時,以下幾種情況下一般都需要提高怠速轉(zhuǎn)速(即快怠速):
(1)在發(fā)動機啟動后,而冷卻水沒有達到正常溫度前,要自動提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速,避免發(fā)動機出現(xiàn)發(fā)抖、不穩(wěn),甚至停轉(zhuǎn)現(xiàn)象,同時也要縮短暖機時間。
(2)使用空調(diào)時,發(fā)動機負荷增大,則要提高發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速,避免發(fā)動機停轉(zhuǎn)。
(3)對動力轉(zhuǎn)向伺服機構(gòu)來說,發(fā)動機低速轉(zhuǎn)向時,要提高發(fā)動機怠速,避免因發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降而造成熄火,同時使轉(zhuǎn)向更輕便、可靠。
(4)當發(fā)動機轉(zhuǎn)速急劇降至怠速轉(zhuǎn)速時,要不同程度地提高發(fā)動機怠速,避免急加速時發(fā)動機停轉(zhuǎn),同時也減少了排放污染。
3 影響發(fā)動機怠速不穩(wěn)的原因分析[1]
怠速不穩(wěn)是發(fā)動機維修中常見的故障現(xiàn)象。引起發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障的原因有很多,涉及面很廣,但總結(jié)起來無非就是進氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、發(fā)動機機械故障等幾個方面造成的。
3.1 進氣系統(tǒng)故障
(1)進氣系統(tǒng)泄漏。一般情況下,怠速控制閥開度越大,進氣量越多。但當不應(yīng)進入的空氣、汽油蒸汽、廢氣等進入進氣系統(tǒng)時,會造成可燃混和氣過濃或過稀,發(fā)動機就會不正常燃燒。當漏氣位置僅影響個別缸時,發(fā)動機抖動比較嚴重,特別對冷車時怠速影響較大。常見故障:進氣總管膠管破破損裂或卡子有松動,進氣歧管有破損漏氣,噴油器密封圈磨損漏氣,真空管插頭脫落、破裂等,曲軸箱強制通風閥、活性炭罐閥、廢氣再循環(huán)閥開度不正常等。
(2)進氣系統(tǒng)積炭污垢過多。節(jié)氣門及其周圍進氣管道、怠速控制閥等污垢過多,使空氣流通面積發(fā)生改變,怠速控制閥就無法精確控制怠速進氣量,從而造成怠速轉(zhuǎn)速不穩(wěn)。
(3)電控元件故障。怠速工況下,怠速執(zhí)行元件故障會直接導致怠速進氣控制不準,出現(xiàn)怠速不穩(wěn)現(xiàn)象。當ECU接收到錯誤的信息而發(fā)出錯誤指令,或電腦內(nèi)部出現(xiàn)故障時,將造成怠速進氣量控制失準,發(fā)動機會出現(xiàn)不正常燃燒,這是引起怠速不穩(wěn)的間接原因,屬于控制上的問題。如空氣流量計、進氣壓力傳感器本省或其線路故障,發(fā)動機ECU插頭進水、接觸不良,節(jié)氣門電機、怠速步進電機、電磁閥等損壞或發(fā)卡等。
3.2 燃油噴射系統(tǒng)故障
(1)噴油器故障。噴油器故障是燃油系統(tǒng)常見故障。如噴油器堵塞、密封不嚴、噴油不均、霧化不好等等,造成燃油混合氣過濃或過稀,使得各缸功率不均衡,從而導致發(fā)動機怠速不穩(wěn)??諝饬髁坑嫽蜻M氣歧管絕對壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、怠速開關(guān)、溫度傳感器、氧傳感器及其線路故障,均導致ECU發(fā)出錯誤指令,從而造成混合氣過濃或過稀,也屬于間接原因。
(2)燃油壓力故障。燃油壓力過高、過低都會造成空燃比變差,燃燒不充分,使得發(fā)動機怠速不穩(wěn)。燃油壓力過高,實際噴油量增加,燃油混合氣過濃;壓力過低,實際噴油量過少,噴出的燃油霧化不良。燃油濾清器或燃油泵堵塞、泵油能力不足,油管變形,燃油壓力調(diào)節(jié)器有故障等都會造成燃油壓力過高或過低。
3.3 點火系統(tǒng)故障
(1)點火模塊和點火線圈故障?,F(xiàn)代汽車大多將點火模塊和點火線圈做成一體,采用直接點火或雙點火線圈。點火模塊和點火線圈有故障主要表現(xiàn)在火花塞不點火或者高壓火花弱。常見的原因如:點火觸發(fā)信號缺失;點火模塊供電或連接處松動;點火模塊有故障;初級線圈或次級線圈有故障等等[2]。
(2)火花塞和高壓線故障故障?;鸹ㄈg隙過大、過小、燒蝕、擊穿、高壓線漏電等均會導致點火能量不足,從而引起異常燃燒,甚至失火。常見的原因有火花塞間隙不正確、電極有積碳、電極燒蝕或損壞;高壓線絕緣外皮或插頭漏電;高壓線電阻過大。endprint
(3)點火提前角失準。點火提前角失準是一個間接故障。由于傳感器或線路故障會使得控制單元發(fā)出錯誤的指令,造成點火提前角不正確,或出現(xiàn)大范圍波動。常見的原因有:空氣流量計或進氣歧管絕對壓力傳感器、霍爾傳感器、溫度傳感器、爆震傳感器本身故障及其線路有斷路、短路、接地等故障;ECU故障或接觸不良等[3]。
3.4 排氣系統(tǒng)故障
當三元催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部積炭、結(jié)膠等造成堵塞時,會使進氣管真空度過低造成發(fā)動機進氣不充分、排氣不徹底,導致發(fā)動機怠速不穩(wěn)。
3.5 機械系統(tǒng)故障
(1)配氣機構(gòu)故障。配氣機構(gòu)故障會導致氣缸燃燒不正常,使得各缸功率不平衡。常見原因有:正時皮帶安裝位置錯誤;氣門密封不嚴,各缸壓縮壓力不同;各缸凸輪軸磨損量不同導致進氣量不同;氣門相關(guān)件有故障等等。
(2)發(fā)動機缸體、活塞連桿機構(gòu)故障。這些原件故障都會造成個別缸功率下降,造成各缸功率不同,工作不平穩(wěn)。常見的原因有:氣缸襯墊損壞;活塞環(huán)槽內(nèi)積炭過多或端隙過大,活塞環(huán)彈性減弱;氣缸圓度、圓柱度不在正常范圍內(nèi);因連桿彎曲變形、燃燒室有積炭,都會改變壓縮比。
4 發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障診斷方法流程
電控發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障診斷是一項涉及面廣、難度大的工作,我們可以根據(jù)儀器檢測、理論分析和維修經(jīng)驗做出正確的判斷。一般故障診斷應(yīng)遵循先外后內(nèi)、先簡后繁、先熟后生、代碼優(yōu)先的原則,并按圖1故障診斷方法流程進行診斷。
雖然現(xiàn)代汽車大多都有故障自診斷系統(tǒng),但也經(jīng)常出現(xiàn)有故障時沒有故障碼顯示,或顯示的故障碼與實際故障不符的情況。隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料的不斷涌現(xiàn),造成發(fā)動機怠速不穩(wěn)的原因也越來越多,維修人員要不斷學習,全面考慮,最終排除故障。
參考文獻:
[1]百度文庫.發(fā)動機怠速不穩(wěn)原因及診斷[OL].http://wenku.baidu.com/link?url=Hr_vgr4Nz4ck-t-3mqglrNI1c-wZ-X6wz7gkkfXVopKFNcIDq0DCfpE01ZCxcCufzyjAr1q0P1PK1Y28wF9mKx32UihhMNC3dVNAVDTPGS7.
[2]曹利軍.汽車發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障的分析及診斷[J].《赤峰學院學報(自然科學版)》,2010,26(01):167-168.
[3]阮顏妹.淺談豐田佳美2.2怠速不穩(wěn)、發(fā)抖的檢修[J].《科學導報》,2013(09):310-311.
作者簡介:張文娜(1981—),女,江蘇徐州人,碩士,講師,研究方向:汽車維修,職業(yè)教育、職業(yè)培訓發(fā)展研究。endprint