电喷发动机怠速不稳分析
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电喷发动机怠速不稳分析
作者：旋艳静
来源：《现代企业文化·理论版》2009年第08期
摘要：电控发动机怠速不稳是发动机日常维修中最常见的故障，有的新车行驶不到一万公里即有不稳现象发生，冬季怠速不稳现象更加严重，随着汽车技术的不断提高，对汽车的性能要求越来越严。
为缩短检查和诊断的时间，文章就怠速的机理、原因和故障排除方法作了简要分析。
关键词：怠速不稳；故障诊断；故障排除
中图分类号：U472文献标识码：A
文章编号：1674-1145（2009）12-0142-02
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。
一、怠速控制系统的组成及工作原理
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的。
现在我们先分析其组成及工作原理（见图1）。
1．组成
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。
执行器：怠速空气控制阀.控制怠速时进气量的大小。
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。
2．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。
二、故障分析
1．怠速开关不闭合。
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。
当以ECU收到氧传感器反馈的混合气过浓信号后，减少喷油量，增加怠速控制阀的开度，又造成混合气过稀，使转速下降；当ECU收到氧传感器反馈的混合气过稀信号时，又增加喷油量，减小怠速控制阀的开度，又造成混合气过浓，使转速升。
如此反复，使发动机怠速不稳。
2．怠速控制阀有故障。
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进行调节。
当
怠速转速低于设定转速时，ECU指令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。
3．进气管漏气。
由发动机的怠速控制原理可知，在正常情况下，怠速控制闳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，进气量相应增加。
进气管漏气，使进气量与怠速控制阀的开度不严格遵循原函数关系，空气流量传感器无法测出真实的进气量，造成ECU对进气量控制不准确，导致发动机怠速不稳。
4．配气相位错误。
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、温度补偿电阻、精密电阻和取样电阻组成的桥式电路。
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，电桥电压失去平衡，控制电路将增大供给发热元件的电流，使其与温度补偿电阻的温度差保持一定。
电流增量的大小，取决于发热元件受到冷却的程度，即取决于流过空气流量传感器的空气量。
当电流增大时，取样电阻上的电压就会升高，从而将空气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。
配气相位的错误会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，从而使发热元件的冷却程度降低，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时运转不稳，。
对于采用D型燃油喷射系统的车型，进气歧管绝对压力传感器将进气歧管的压力信号转化为电压信号输出给ECU，ECU发出指令使喷油器喷油。
因此进气歧管压力信号是ECU决定喷油量的依据。
配气相位错误会使进气歧管压力信号超出标准且出现波动，引起喷油量波动，使发动机怠速不稳。
5．喷油器滴漏或堵塞。
喷油器滴漏或堵塞，使其无法按照ECU的指令进行喷油，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。
喷油器的堵塞引起的混合气过稀，还会使氧传感器产生低电位信号，ECU会根据此信号发出加浓混合气的指令，在指令超出调控极限时，ECU会误认为氧传感器存在故障。
6．排气系统堵塞。
当三效催化转化器内部因积炭、破碎等原因造成局部堵塞时，就会加大排气阻力，使进气管负压降低，造成发动机排气不畅、进气不充分，致使发动机工作性能变差，怠速发抖，可能还会造成ECU记忆关于空气流量传感器的故障代码。
若该故障长时问不排除，将使氧传感器长期在恶劣条件下工作，加速氧传感器的损坏。
7．怠速工况时EGR阀开启。
EGR阀只有在发动机中小负荷时才开启，EGR的作用是一部分废气进入燃烧室，降低燃烧室内的温度，减少NOx的排放。
但过多的废气参与燃烧，会影响混合气的着火性能，从而影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速、低速和小负荷等工
况时（ECU控制废气不参与燃烧）。
若EGR阀在发动机怠速时开启，使废气进入燃烧室参与燃烧，燃烧就变得不稳定，有时甚至失火。
三、案例分析
别克世纪轿车行驶时，发动机怠速不稳，加速不良，急加速进气管回火。
故障排除：
1．拆下火花塞进行跳火试验，高压火花正常。
更换全部火花塞后再试，故障依然存在。
2．用专用清洁剂清洗进气系统，用检测仪清洗喷油器，然后起动发动机再试，故障仍未排除。
3．拆下空气滤清器，起动发动机，用手遮住节气门体的进气口以减少进气量，使混合气变浓进行试验，结果发动机怠速运转稳定，急加速不再回火。
由此说明故障是由于混合气过浓引起的。
4．断开点火开关，在燃油压力调节器与喷油器间的管路上加装一只燃油压力表，然后起动发动机，查看压力表，其压力为255～290kPa，说明燃油压力正常。
5．断开点火开关，拔下空气流量计配线连接器，起动发动机进行检查，发动机怠速运转稳定，加速性能也有所好转，说明系空气流量计损坏或工作不良。
从节气门体上拆下空气流量计仔细检查，热线未断，但是使用日久，热线上积垢过多，散热不良，用化油器清洗剂将空气流量计清洗干净后装车再试，发动机运转正常，加速有力，故障排除。
故障原因：由于MAF热线上积垢过多，散热不良，使空气流量计输出信号电压降低，造成电子控制模块（PCM）误判，从而导致混合气过浓。
参考文献
[1]全国汽车维修专项技能认证技术支持中心编写组．发动机性能[M]．教育科学出版社，2003．
[2]凌凯汽车培训学校．汽车发动机电控原理与检修．
[3]夏冰汽车论坛．
[4]李春明．汽车发动机燃油喷射技术[M]．北京理工大学出版社，2005．
作者简介：旋艳静（1981- ），男（满族），广东茂名人，供职于广东省茂名市交通技工学校，研究方向：汽车理论和维修。
