電控發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)原因分析及診斷流程

摘 要：怠速工況是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要工況之一。電控發(fā)動(dòng)機(jī)怠速高低對(duì)油耗、發(fā)動(dòng)機(jī)的排放污染、暖機(jī)時(shí)間以及使用壽命等都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。如果診斷思路不正確會(huì)延長(zhǎng)修理時(shí)間、降低工作效率。本文簡(jiǎn)要分析了電控發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)現(xiàn)象、原因及其診斷方法，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速故障診斷與維修人員提供參考。

關(guān)鍵詞：電控發(fā)動(dòng)機(jī)；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(dòng)機(jī)工作的重要工況之一，是發(fā)動(dòng)機(jī)在對(duì)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(duì)于自動(dòng)變速箱的車(chē)應(yīng)處于“停車(chē)”或“P”檔位），只帶動(dòng)其他各輔助裝置以最低轉(zhuǎn)速連續(xù)、平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。

發(fā)動(dòng)機(jī)怠速性能是評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)好壞的重要指標(biāo)，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(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的最低怠速轉(zhuǎn)速為最佳怠速轉(zhuǎn)速，一般汽油機(jī)怠速轉(zhuǎn)速在700～1000r/min。怠速轉(zhuǎn)速不宜過(guò)高或者過(guò)低，怠速過(guò)高，會(huì)使油耗增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(guò)低又會(huì)增加有害物的排放。如果怠速轉(zhuǎn)速過(guò)低，冷車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)，空調(diào)打開(kāi)或電器負(fù)荷增大、動(dòng)力轉(zhuǎn)向時(shí)，會(huì)使怠速下降，若不采取措施，發(fā)動(dòng)機(jī)將出現(xiàn)運(yùn)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(chē)上應(yīng)用越來(lái)越廣泛，怠速控制已經(jīng)成為發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制的基本控制內(nèi)容之一。其目的是在保證發(fā)動(dòng)機(jī)排放要求，并且平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，盡量降低發(fā)動(dòng)機(jī)怠速，從而降低怠速時(shí)的燃油消耗。

其他工況時(shí)，駕駛員可以使用加速踏板來(lái)控制節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，進(jìn)而改變進(jìn)氣量，以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出功率。而怠速工況下，加速踏板完全松開(kāi)，駕駛員則無(wú)法控制進(jìn)氣量。此時(shí)，空氣通過(guò)節(jié)氣門(mén)縫隙或旁通怠速空氣道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，并由空氣流量計(jì)/進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器來(lái)檢測(cè)進(jìn)氣量，電控燃油噴射系統(tǒng)根據(jù)各傳感器信號(hào)來(lái)控制噴油量，從而確保發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制系統(tǒng)就是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度和負(fù)載，由電控單元自動(dòng)控制怠速時(shí)的進(jìn)氣量，維持發(fā)動(dòng)機(jī)以穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)，怠速轉(zhuǎn)速的控制實(shí)際上就是怠速時(shí)的進(jìn)氣量的控制。

如果怠速工況時(shí)有負(fù)荷，則負(fù)荷的大小及其變化會(huì)影響怠速的轉(zhuǎn)速，此時(shí)怠速控制的目的就是確保即使有負(fù)荷變化，怠速轉(zhuǎn)速也相對(duì)穩(wěn)定。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，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(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，而冷卻水沒(méi)有達(dá)到正常溫度前，要自動(dòng)提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)發(fā)抖、不穩(wěn)，甚至停轉(zhuǎn)現(xiàn)象，同時(shí)也要縮短暖機(jī)時(shí)間。

（2）使用空調(diào)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增大，則要提高發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速，避免發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。

（3）對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向伺服機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)向時(shí)，要提高發(fā)動(dòng)機(jī)怠速，避免因發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降而造成熄火，同時(shí)使轉(zhuǎn)向更輕便、可靠。

（4）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速急劇降至怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，要不同程度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)怠速，避免急加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)也減少了排放污染。

3 影響發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)的原因分析[1]

怠速不穩(wěn)是發(fā)動(dòng)機(jī)維修中常見(jiàn)的故障現(xiàn)象。引起發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)故障的原因有很多，涉及面很廣，但總結(jié)起來(lái)無(wú)非就是進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障等幾個(gè)方面造成的。

3.1 進(jìn)氣系統(tǒng)故障

（1）進(jìn)氣系統(tǒng)泄漏。一般情況下，怠速控制閥開(kāi)度越大，進(jìn)氣量越多。但當(dāng)不應(yīng)進(jìn)入的空氣、汽油蒸汽、廢氣等進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)時(shí)，會(huì)造成可燃混和氣過(guò)濃或過(guò)稀，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)不正常燃燒。當(dāng)漏氣位置僅影響個(gè)別缸時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)比較嚴(yán)重，特別對(duì)冷車(chē)時(shí)怠速影響較大。常見(jiàn)故障：進(jìn)氣總管膠管破破損裂或卡子有松動(dòng)，進(jìn)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(qiáng)制通風(fēng)閥、活性炭罐閥、廢氣再循環(huán)閥開(kāi)度不正常等。

（2）進(jìn)氣系統(tǒng)積炭污垢過(guò)多。節(jié)氣門(mén)及其周?chē)M(jìn)氣管道、怠速控制閥等污垢過(guò)多，使空氣流通面積發(fā)生改變，怠速控制閥就無(wú)法精確控制怠速進(jìn)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(huì)直接導(dǎo)致怠速進(jìn)氣控制不準(zhǔn)，出現(xiàn)怠速不穩(wěn)現(xiàn)象。當(dāng)ECU接收到錯(cuò)誤的信息而發(fā)出錯(cuò)誤指令，或電腦內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，將造成怠速進(jìn)氣量控制失準(zhǔn)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)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(wèn)題。如空氣流量計(jì)、進(jìn)氣壓力傳感器本省或其線(xiàn)路故障，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU插頭進(jìn)水、接觸不良，節(jié)氣門(mén)電機(jī)、怠速步進(jìn)電機(jī)、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(jiàn)故障。如噴油器堵塞、密封不嚴(yán)、噴油不均、霧化不好等等，造成燃油混合氣過(guò)濃或過(guò)稀，使得各缸功率不均衡，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)?？諝饬髁坑?jì)或進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、怠速開(kāi)關(guān)、溫度傳感器、氧傳感器及其線(xiàn)路故障，均導(dǎo)致ECU發(fā)出錯(cuò)誤指令，從而造成混合氣過(guò)濃或過(guò)稀，也屬于間接原因。

（2）燃油壓力故障。燃油壓力過(guò)高、過(guò)低都會(huì)造成空燃比變差，燃燒不充分，使得發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)。燃油壓力過(guò)高，實(shí)際噴油量增加，燃油混合氣過(guò)濃；壓力過(guò)低，實(shí)際噴油量過(guò)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(huì)造成燃油壓力過(guò)高或過(guò)低。

3.3 點(diǎn)火系統(tǒng)故障

（1）點(diǎn)火模塊和點(diǎn)火線(xiàn)圈故障。現(xiàn)代汽車(chē)大多將點(diǎn)火模塊和點(diǎn)火線(xiàn)圈做成一體，采用直接點(diǎn)火或雙點(diǎn)火線(xiàn)圈。點(diǎn)火模塊和點(diǎn)火線(xiàn)圈有故障主要表現(xiàn)在火花塞不點(diǎn)火或者高壓火花弱。常見(jiàn)的原因如：點(diǎn)火觸發(fā)信號(hào)缺失；點(diǎn)火模塊供電或連接處松動(dòng)；點(diǎn)火模塊有故障；初級(jí)線(xiàn)圈或次級(jí)線(xiàn)圈有故障等等[2]。

（2）火花塞和高壓線(xiàn)故障故障?；鸹ㄈg隙過(guò)大、過(guò)小、燒蝕、擊穿、高壓線(xiàn)漏電等均會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火能量不足，從而引起異常燃燒，甚至失火。常見(jiàn)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(xiàn)絕緣外皮或插頭漏電；高壓線(xiàn)電阻過(guò)大。endprint

（3）點(diǎn)火提前角失準(zhǔn)。點(diǎn)火提前角失準(zhǔn)是一個(gè)間接故障。由于傳感器或線(xiàn)路故障會(huì)使得控制單元發(fā)出錯(cuò)誤的指令，造成點(diǎn)火提前角不正確，或出現(xiàn)大范圍波動(dòng)。常見(jiàn)的原因有：空氣流量計(jì)或進(jìn)氣歧管絕對(duì)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(xiàn)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(dāng)三元催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部積炭、結(jié)膠等造成堵塞時(shí)，會(huì)使進(jìn)氣管真空度過(guò)低造成發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣不充分、排氣不徹底，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)。

3.5 機(jī)械系統(tǒng)故障

（1）配氣機(jī)構(gòu)故障。配氣機(jī)構(gòu)故障會(huì)導(dǎo)致氣缸燃燒不正常，使得各缸功率不平衡。常見(jiàn)原因有：正時(shí)皮帶安裝位置錯(cuò)誤；氣門(mén)密封不嚴(yán)，各缸壓縮壓力不同；各缸凸輪軸磨損量不同導(dǎo)致進(jìn)氣量不同；氣門(mén)相關(guān)件有故障等等。

（2）發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、活塞連桿機(jī)構(gòu)故障。這些原件故障都會(huì)造成個(gè)別缸功率下降，造成各缸功率不同，工作不平穩(wěn)。常見(jiàn)的原因有：氣缸襯墊損壞；活塞環(huán)槽內(nèi)積炭過(guò)多或端隙過(guò)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(huì)改變壓縮比。

4 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)故障診斷方法流程

電控發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)故障診斷是一項(xiàng)涉及面廣、難度大的工作，我們可以根據(jù)儀器檢測(cè)、理論分析和維修經(jīng)驗(yàn)做出正確的判斷。一般故障診斷應(yīng)遵循先外后內(nèi)、先簡(jiǎn)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(jìn)行診斷。

雖然現(xiàn)代汽車(chē)大多都有故障自診斷系統(tǒng)，但也經(jīng)常出現(xiàn)有故障時(shí)沒(méi)有故障碼顯示，或顯示的故障碼與實(shí)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(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)的原因也越來(lái)越多，維修人員要不斷學(xué)習(xí)，全面考慮，最終排除故障。

參考文獻(xiàn)：

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[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(xué)導(dǎo)報(bào)》，2013（09）：310-311.

作者簡(jiǎn)介：張文娜（1981—），女，江蘇徐州人，碩士，講師，研究方向：汽車(chē)維修，職業(yè)教育、職業(yè)培訓(xùn)發(fā)展研究。endprint