包爾慨

(蘭州工業(yè)學(xué)院,甘肅蘭州 730050)

大眾轎車發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門控制組件J338的數(shù)據(jù)檢測(cè)與分析

包爾慨

(蘭州工業(yè)學(xué)院,甘肅蘭州 730050)

針對(duì)大眾轎車發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門控制組件 J338，重點(diǎn)介紹了工作原理、數(shù)據(jù)檢測(cè)與分析以及基本設(shè)定方法，對(duì)相關(guān)故障的排除具有一定的指導(dǎo)作用。

節(jié)氣門控制組件J338;結(jié)構(gòu)原理;數(shù)據(jù)檢測(cè)；設(shè)定

Abstract:Aiming at throttle valve control assembly J338of Volkswagens,mainly its structure principle,data detection,analysis and basic setting method were introduced.The research has a certain guiding for eliminate some related faults.

Keywords:Throttle valve control assembly J338;Structure principle;Data detection;Setting

0 引言

大眾系列的桑塔納2000GSi、桑塔納3000、捷達(dá)AT、GTX型轎車發(fā)動(dòng)機(jī)采用節(jié)氣門控制組件J338，怠速轉(zhuǎn)速的控制不同于大多數(shù)汽車的旁通氣道式，設(shè)計(jì)為節(jié)氣門直動(dòng)式。它集怠速控制裝置、怠速開(kāi)關(guān)和節(jié)氣門位置傳感器于一體，具有結(jié)構(gòu)緊湊、故障率低的特點(diǎn)。

1 節(jié)氣門控制組件的結(jié)構(gòu)、工作原理

節(jié)氣門控制組件J338由怠速開(kāi)關(guān)F60、怠速節(jié)氣門位置傳感器G88、怠速控制電機(jī)Ⅴ60和節(jié)氣門位置傳感器G69等組成，結(jié)構(gòu)與電路連接如圖1所示。G69和G88均為線性電位器，怠速開(kāi)關(guān)F60為觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。

1.1 節(jié)氣門位置傳感器

此傳感器是一個(gè)滑動(dòng)電阻器，其滑動(dòng)臂安裝在節(jié)氣門軸的一端與節(jié)氣門一起動(dòng)作，從滑動(dòng)臂連接端子輸出信號(hào)電壓，向ECU(J220)提供即時(shí)的節(jié)氣門位置信號(hào)，來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的大小，作為點(diǎn)火時(shí)間控制的主要信號(hào)和燃油噴射的修正信號(hào)；同時(shí)在配置自動(dòng)變速器的轎車上，作為自動(dòng)換擋的主控信號(hào)。當(dāng)G69沒(méi)有信號(hào)時(shí)，ECU根據(jù)曲軸位置和進(jìn)氣量傳感器的信號(hào)來(lái)確定其替代值，以控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2 怠速節(jié)氣門位置傳感器

G88也是一個(gè)滑動(dòng)電阻器，其滑動(dòng)臂由怠速控制電機(jī)通過(guò)減速齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，節(jié)氣門也同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)節(jié)氣門通過(guò)油門踏板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其滑動(dòng)臂和怠速電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)G88的滑臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生怠速節(jié)氣門位置的電壓信號(hào)輸入ECU，以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速運(yùn)行。當(dāng)ECU接收不到G88的信號(hào)時(shí)，應(yīng)急彈簧將節(jié)氣門拉到一定位置，使怠速轉(zhuǎn)速高于正常值。

1.3 怠速開(kāi)關(guān)

F60是一個(gè)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，通過(guò)節(jié)氣門軸上的一個(gè)杠桿控制觸點(diǎn)的閉合和斷開(kāi)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速狀態(tài)時(shí)，其開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合；通過(guò)油門踏板使節(jié)氣門打開(kāi)時(shí)，其觸點(diǎn)斷開(kāi)，表示發(fā)動(dòng)機(jī)在非怠速工況。ECU根據(jù)其觸點(diǎn)斷開(kāi)、閉合時(shí)產(chǎn)生的電壓信號(hào)來(lái)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，從而實(shí)現(xiàn)怠速和其他工況的相應(yīng)控制。當(dāng)?shù)∷匍_(kāi)關(guān)有故障時(shí)，ECU根據(jù)G69和G88的信號(hào)關(guān)系來(lái)確定節(jié)氣門的怠速位置。

1.4 怠速控制電機(jī)

怠速控制電機(jī)Ⅴ60為一永磁式直流電動(dòng)機(jī)。在怠速自動(dòng)控制工況時(shí)，ECU根據(jù)G88的信號(hào)確定節(jié)氣門的位置，再控制Ⅴ60。Ⅴ60按ECU的控制信號(hào)，可向兩個(gè)方向分別轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)操縱節(jié)氣門，使其開(kāi)度增大或減小，從而實(shí)現(xiàn)怠速轉(zhuǎn)速高或低的控制。

當(dāng)?shù)∷倏刂齐姍C(jī)Ⅴ60發(fā)生故障或ECU對(duì)怠速電機(jī)的控制失靈時(shí)，應(yīng)急彈簧將把節(jié)氣門拉到一個(gè)特定的應(yīng)急位置，使怠速處于應(yīng)急狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，怠速轉(zhuǎn)速將升高。

2 節(jié)氣門控制組件J338的數(shù)據(jù)檢測(cè)

對(duì)大眾轎車使用節(jié)氣門控制組件 J338的發(fā)動(dòng)機(jī)，用故障診斷儀讀取發(fā)動(dòng)機(jī)故障碼，如有00518、00530和01165故障碼時(shí)，分別表示節(jié)氣門控制組件中G69或相關(guān)線束的故障、G88或相關(guān)線束的故障和J338的基本設(shè)定錯(cuò)誤。如有以上故障碼和相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障時(shí)，要對(duì)節(jié)氣門控制組件 J338進(jìn)行檢測(cè)。

2.1 檢測(cè)節(jié)氣門控制組件J338時(shí)注意事項(xiàng)

(1)節(jié)氣門控制組件為一整體結(jié)構(gòu)，不允許打開(kāi)端蓋分解檢查；

(2)怠速參數(shù)已由制造廠家在ECU中設(shè)定，人工不能進(jìn)行調(diào)整；

(3)拆裝或更換節(jié)氣門控制組件后，要重新進(jìn)行一次基本設(shè)定。

節(jié)氣門控制組件J338連接器各端子與電控單元J220連接情況如圖1(b)所示，J338連接器插頭為8端子插頭，端子排列位置如圖2所示。

2.2 G69和G88的檢測(cè)

(1)G88與G69電源電壓檢測(cè)。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔下節(jié)氣門控制組件8端子插頭，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，節(jié)氣門控制組件的線束插頭端子4(+)與7(-)間標(biāo)準(zhǔn)電壓不小于4.5 V；

(2)G88與G69電阻檢測(cè)。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔下節(jié)氣門控制組件上的線束插接器，測(cè)量節(jié)氣門控制組件上端子4與7之間的電阻，在節(jié)氣門任意開(kāi)度時(shí)約為700 Ω；測(cè)量端子5與7間的電阻，在節(jié)氣門全閉時(shí)約為1.6 k Ω，全開(kāi)時(shí)約為950 Ω；測(cè)量端子4與5間的電阻，在節(jié)氣門全閉時(shí)約為900 Ω，全開(kāi)時(shí)約為1.73 kΩ；測(cè)量端子4與8間的電阻，在節(jié)氣門全閉時(shí)約為735 Ω；測(cè)量端子7與8間的電阻，在節(jié)氣門全閉時(shí)約為1 170 Ω。

(3)G88與G69信號(hào)的檢測(cè)。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，插好節(jié)氣門控制組件和ECU的線束插頭，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，在節(jié)氣門控制組件附近的5和8號(hào)導(dǎo)線上用探針接通信號(hào)線，用數(shù)字萬(wàn)用表的正表筆分別接5和8號(hào)導(dǎo)線上的探針，負(fù)表筆搭鐵，讀取節(jié)氣門在各狀態(tài)時(shí)的信號(hào)電壓。G69和 G88輸出信號(hào)如圖3所示。隨著節(jié)氣門開(kāi)度的增大，輸出電壓減小。其中G69從節(jié)氣門全閉到全開(kāi)，信號(hào)變化范圍為4.58～0.70 V；對(duì)G88，隨著節(jié)氣門從全閉到開(kāi)度為18°，其信號(hào)從4.38變?yōu)?.70 V，當(dāng)?shù)∷匍_(kāi)關(guān)F60斷開(kāi)后，其輸出信號(hào)為3.82 V，不再變化。

(4)G88與G69相關(guān)線束的檢測(cè)。如果電源和信號(hào)正常，說(shuō)明相關(guān)線束也正常，若電源和信號(hào)不正常，還要檢測(cè)線束。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔下節(jié)氣門控制組件J338線束插頭和電控單元J220線束插頭，檢測(cè)J338線束插頭4、5、7、8端子分別與電控單元線束插頭62、75、67、74號(hào)端子的電阻均應(yīng)小于1.5 Ω，說(shuō)明線束無(wú)斷路；并且要求各導(dǎo)線間無(wú)短路。

如G88與G69的電阻和信號(hào)與以上的值相差較大，說(shuō)明滑動(dòng)電位計(jì)磨損嚴(yán)重，應(yīng)整體更換節(jié)氣門控制組件；如有線束的短路或斷路，則應(yīng)更換導(dǎo)線或線束。

2.3 怠速開(kāi)關(guān)F60的檢測(cè)

(1)電源電壓檢測(cè)。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔下節(jié)氣門控制組件J338的線束插頭，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，用數(shù)字式萬(wàn)用表檢測(cè)線束插頭端子3(+)與7(-)之間的電壓，至少應(yīng)為9.0 V。

(2)電阻檢測(cè)。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔下節(jié)氣門控制組件J338的線束插頭，用萬(wàn)用表測(cè)量節(jié)氣門控制組件端子3與7的電阻，當(dāng)節(jié)氣門關(guān)閉時(shí)，電阻應(yīng)小于1.5Ω。然后慢慢打開(kāi)節(jié)氣門觸點(diǎn)斷開(kāi)后，電阻值應(yīng)為無(wú)窮大。

(3)信號(hào)的檢測(cè)。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，插好節(jié)氣門控制組件和ECU的線束插頭，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，在節(jié)氣門控制組件附近的3號(hào)導(dǎo)線上用探針接通信號(hào)線，用數(shù)字萬(wàn)用表正表筆接3號(hào)導(dǎo)線上探針，負(fù)表筆搭鐵，檢測(cè)信號(hào)電壓，當(dāng)節(jié)氣門全閉時(shí)為0，逐漸打開(kāi)節(jié)氣門觸點(diǎn)斷開(kāi)后，信號(hào)電壓應(yīng)大于9.0 V。

(4)相關(guān)線束的檢測(cè)。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔下節(jié)氣門控制組件J338線束插頭和電控單元J220線束插頭，檢測(cè)控制組件線束插頭3、7端子分別與電控單元線束插頭69、67號(hào)端子的電阻，均應(yīng)小于1.5 Ω，說(shuō)明線束無(wú)斷路；并且要求兩導(dǎo)線間無(wú)短路。

在上述檢測(cè)中，如開(kāi)關(guān)F60觸點(diǎn)接觸電阻大，說(shuō)明怠速觸點(diǎn)接觸不良，應(yīng)更換節(jié)氣門控制組件；導(dǎo)線斷路、短路應(yīng)予檢修。

2.4 怠速控制電機(jī)V60的檢測(cè)

(1)電阻檢測(cè)。斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔下節(jié)氣門控制組件線束插頭，用萬(wàn)用表檢測(cè)節(jié)氣門控制組件上“1”、“2”端子，電阻值應(yīng)為3～200 Ω。如阻值不符合規(guī)定，說(shuō)明電機(jī)故障，需要更換節(jié)氣門控制組件。

(2)控制信號(hào)的檢測(cè)。在怠速控制狀態(tài)時(shí)，如果ECU控制節(jié)氣門開(kāi)度增大，則節(jié)氣門控制組件的1號(hào)端子為+，2號(hào)端子接地，其間電壓為12 V，當(dāng)開(kāi)度達(dá)到規(guī)定時(shí)，ECU給怠速電機(jī)的2號(hào)端子提供一個(gè)占空比信號(hào)；相反，如果ECU控制節(jié)氣門開(kāi)度減小，則節(jié)氣門控制組件的2號(hào)端子對(duì)1號(hào)端子的電壓為12 V，1號(hào)端子為接地或占空比信號(hào)?？刂菩盘?hào)如圖4所示。

3 基本設(shè)定

隨著汽車使用時(shí)間的延長(zhǎng)，節(jié)氣門常因臟污而影響怠速，這樣就要從車上拆下節(jié)氣門控制組件，進(jìn)行清洗(不可清洗節(jié)氣門位置傳感器和怠速電動(dòng)機(jī))。在每次拆裝節(jié)氣門組件后，無(wú)論清洗或更換新節(jié)氣門控制組件，都應(yīng)當(dāng)用故障診斷儀對(duì)節(jié)氣門控制組件做基本設(shè)置。否則，ECU與節(jié)氣控制組件之間的工作將會(huì)在一段時(shí)間不協(xié)調(diào)，表現(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)使用時(shí)間的延長(zhǎng)，ECU產(chǎn)生新的學(xué)習(xí)值，會(huì)使這種狀況消失而趨于正常。

總之，在發(fā)動(dòng)機(jī)維修時(shí)使ECU斷電、更換ECU、清洗節(jié)氣門或更換節(jié)氣門控制組件后，都要對(duì)節(jié)氣門控制組件進(jìn)行基本設(shè)定。

3.1 基本設(shè)定條件

(1)節(jié)氣門軸要轉(zhuǎn)動(dòng)靈活；

(2)節(jié)氣門拉索調(diào)整合適；

(3)蓄電池電壓符合要求(大于11 V)；

(4)節(jié)氣門控制組件的線束和連接器都正常。

3.2 基本設(shè)定的方法

用故障診斷儀，進(jìn)入“發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)”，選擇“基本設(shè)定”功能，選擇98顯示組，按確認(rèn)鍵后，開(kāi)始匹配，10 s內(nèi)自動(dòng)完成基本設(shè)定。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)J338有故障時(shí)，會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速不穩(wěn)、點(diǎn)火時(shí)間控制誤差較大、自動(dòng)換擋規(guī)律失準(zhǔn)等，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性、排放性能和功率的發(fā)揮。當(dāng)進(jìn)行故障診斷時(shí)，如有節(jié)氣門控制組件的相關(guān)故障碼，就要對(duì)其相關(guān)的傳感器、怠速開(kāi)關(guān)和怠速電機(jī)進(jìn)行電源、電阻、信號(hào)和線束的檢測(cè)，從而確定是ECU、線束還是節(jié)氣門控制組件的故障，以達(dá)到盡快排除故障的目的。

【1】 魯植雄，趙國(guó)柱.桑塔納轎車數(shù)據(jù)流分析圖解[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

【2】 林學(xué)棟，王霆.車用發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

【3】 張蕾.汽車電子控制技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

【4】 楊志家，談欣，吳鋒，等.節(jié)氣門-轉(zhuǎn)速響應(yīng)模型的仿真與實(shí)驗(yàn)研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，44(6)：1155-1159.

DataDetectionandAnalysisfortheThrottleValveControlAssemblyJ338inVolkswagens’Engine

BAO Erkai

(Lanzhou Institute of Technology, Lanzhou Gansu 730050,China)

2014-09-30

包爾慨(1966—)，男，碩士，副教授，主要從事汽車檢測(cè)方面的教學(xué)研究工作。E-mail:baoerkai@126.com。