1、微型汽车怠速不良原因及解决措施微型汽车怠速不良原因及解决措施毕业毕业论文题目 微型汽车怠速不良原因及解决措施 分 院： 机电工程分院 专业： 汽车技术服务与营销 班级： 2007级03班 学号： 学生姓名： 指导教师： 2010 年 01 月 15 日摘要当发动机怠速运行时，节气门处于全关位置，即进入发动机的空气量不再由节气门进行调节。怠速控制的实质就是通过怠速执行器调节进气量，同时配合喷油量及点火提前角的控制，改变怠速工况燃料消耗所发出的功率，以稳定或改变怠速转速。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自诊断系统，但也会出现汽车有故障方面自诊断系统却显示正常代
2、码或显示与故障无关的代码情况。这通常不受电控单元（ECU）直接控制的执行装置发生故障或传统机械故障造成。 关键词：怠速不稳；故障原因；分析诊断 AbstractWhen engine idling regime movement, the damper is in the entire pass position, namely enters engines air volume no longer to carry on the adjustment by the damper. The idling regime controls essence is through the idling
3、 regime actuator adjustment air input, simultaneously coordinates the distributive value and the ignition angle of advance control, the power which the change idling regime operating mode fuel consumption sends out, by stable or change idling regime rotational speed. The engine idling regime not ste
4、ady is in the automobilism one of common breakdowns. Although the present majority passenger vehicles have the breakdown from diagnosis system, but will also present the automobile to have the breakdown aspect from the diagnosis system actually demonstrated that the normal code or the demonstration
5、the code situation which will have nothing to do with the breakdown. This (ECU) positive governings director is usually not had the electrically controlled unit the breakdown or the traditional mechanical breakdown creates. Keywords: The idling regime is not steady; Breakdown reason; Analysis diagno
6、sis1.2怠速熄火 22.4.2发动体和活塞连杆机构 53.2阅读分析数据块 7结束语 11 引言怠速工况是车用汽油机最常用的工况之一，发动机怠速工况运转性能的优劣也是评价发动机性能的重要指标。汽油机的怠速性能主要体现在三个方面：怠速稳定性、怠速排放和怠速油耗。当发动机怠速运行时，节气门处于全关位置，即进入发动机的空气量不再由节气门进行调节。怠速控制的实质就是通过怠速执行器调节进气量，同时配合喷油量及点火提前角的控制，改变怠速工况燃料消耗所发出的功率，以稳定或改变怠速转速。 电喷发动机的正常怠速是通过电控怠速控制阀来保证的。ECU根据发动机转速，温度，节气门开关及空调等信号，通过运算对怠速控
7、制阀进行调节。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接加大进气门的开度，使进气量增加，以提高发动机怠速。当怠速转速高于设定转速值时，电脑便指令怠速控制阀，关闭进气旁通道，使进气量减小，降低发动机转速。由于油污，积碳造成怠速控制阀动作生涩或卡死，节气门关闭不到位等原因，使ECU无法对发动机进行正确的怠速调节，造成发动机怠速转速不稳。汽车发动机怠速抖动是发动机怠速工况时在低频区的异常振动现象。如何解决怠速抖动是汽车实际运用中的一个难题,让维修企业头痛,普遍缺乏系统性的有效的解决方法。本文从实践出发，按照进气系统、点火系统、燃油系统、排气系统,循序渐进地排查故障,寻找故障原
8、因。对于汽车发动机的维修方面有现实的指导意义。1汽车怠速1.1怠速的作用发动机启动保持着固定转速运转，但实际上要保持着这样的运转速度，还是得有固定的供油量才行。所以在化油器上就必须有一个设计，在不加油门的状态下能够供给发动机微量的油料(实际上是雾化的油气)，让发动机保持着“怠速”运转而不至熄火。1怠速太低时，发动机容易熄火，尤其是在天气冷或发动机及周边状况较差时(例如：老车)，起步时油门反应也较差，这时就可以将怠速调高些来解决。但怠速太高也不是件好事，车没在跑时发动机转速较高，声音吵、废气多、也较耗油。打档车会明显感觉放油后转速回复变慢，不利于档煞或档位变换等动作，认真操作起来心情会不太好。所
9、以适当的怠速，应该视以上两种过低或过高的情况来调整，能调多低就调多低，只要不容易熄火就行了。21.2怠速熄火目前世界各国都在推动Idling Stop（怠速熄火）政策，是指在怠速停车时，如在等信号灯，或者在交通拥堵路段，虽然时间很短，但是暂时让发动机熄火，便能带来立竿见影的节能减排效果。日本实验数据表明，长途驾驶实施怠速熄火燃料节省率为3.4%，在城市内驾驶节省率则为13.4%。宝马类似的实验数据也表明，在7 km内，熄火再起动12次，每次熄火时间超过15s，可以节省8%的燃料。汽油发动机起动时所耗的燃料相当于发动机怠速运转5s所消耗的燃料量。也就是说，等待交通信号在5s以上时，怠速熄火是有正
10、面效果的；而柴油发动机则需约20s以上。怠速熄火系统大规模装载整车已是大势所趋，已有不少新车型比如即将要在欧洲上市的新一代大众POLO，就将装载上怠速熄火系统。但是如果进行大规模的推广，还需要考虑几个方面：首先就是装载这套系统所要花费的经济成本。同时，为求怠速熄火时舒适性，需要有更多高能量密度的电池，以提供市区中频繁暂停熄火的多项电力用途所需。另外传统汽车的电子起动器，约有数万次的使用寿命，对待传统驾驶的起动频率是足够的，但若采取怠速熄火系统，则需20倍以上的使用寿命才能让车主安心。3怠速是汽车运转很重要的一种工况，但引起怠速不稳的因素有很多，分析怠速不稳产生的原因就至关重要了。2 分析怠速不
11、稳的原因引起汽车怠速不稳按照故障出现的系统分类：1.进气系统2.燃油系统3.点火系统4.机械结构。2.1进气系统2.1.1进气管以及各种阀门的泄漏空气或者是从进气管进入，汽油蒸汽是从碳罐阀进入，还有废气进入到进气管，会造成混合器过浓、过稀，使发动机燃烧不正常。具体的原因有，一个是进气管卡子松动或者是进其总管常用的是胶管，胶管的破裂；第二就是进气管衬垫漏器，第三个原因是真空管插头拖拉或者是破裂。还有就是PCV阀故障，也使混合器不正常，还有就是火星碳罐阀故障、EGR阀的故障，都会影响混合器的比例。2.1.2.节气门和进气道积垢过多节气门的本身的积垢过多，有油污等等，或者周期的积碳或者污垢过多，这样
12、就使截面不好控制。都会造成混合器不好控制，或者ECU学习值一旦调整到最大期限，上限期就没有了，这样会造成怠速不稳。常见的就是控制进气的节气门的脏污。2.1.3怠速进气量怠速进气量的失准属于间接原因，由于各种传感器，比如说氧传感器，霍尔信号传感器，由于他们有故障，信号不正常，控制来源接触到错误的信号以后发出的指令不正常，会错误的干预节气门的开度，使怠速失准，燃烧不正常。常见的传感器，各种车型的传感器都是基本的传感器，有节气门位置传感器，节气门怠速开关，因为它是收到这个信号以后控制来源才能进入到怠速程序。如果开关不闭合，正常的怠速就不会进入正常的怠速程序。其次还有进气温度传感器、冷却温度传感器，这
13、些数值不稳也会影响进气量。因为怠速控制阀由这个控制，如果这些失准不能按照正常的参数来运转。42.2燃油系统2.2.1喷油器有故障喷油器有故障，包括喷油器的堵塞、滴漏，这样会使实际喷油量减少。还有喷出的燃油成线状，使它物化不好，减少喷油量。还有就是喷油器的针阀的磨损，使实际的喷油量过大，电脑不能完全进行修正，使正确的烘燃比得不到控制。这样使活塞对气缸的横向的分力大小不一，由于横向分力大小不一，使气缸发现摇摆的趋势。2.2.2燃油系统的问题燃油系统的问题。就是燃油压力燃油压力过低就会使实际的喷油量减小，也使雾化不良，严重的时候过低就会造成喷不出油。如果燃油压力过高，使实际的喷油量过多，使混合器过浓
14、，使电脑控制不住，已经到了它的极限。所以，从排气中也能够体现。第二是燃油滤清器堵塞，还有燃油并滤网堵塞；第三是燃油泵泵油能力不足；第四是安全阀由于弹簧的弹力过小，使汽油及早的释放。还有就是进油管变形，燃油压力调节器有故障，以及会有管压瘪导致堵塞的情况，使燃油压力超过正常值。燃油系统失准的原因是属于间接原因，是由于各传感器、以及线路，信号的不正确导致控制单元错误的发出指令，使得空燃比不正常。具体的原因有空气流量计或者是进气管压力传感器，节气门位置传感器故障、节气门怠速开关故障，冷却液温度传感器故障、进气温度传感器故障，氧传感器失效，还有发动机控制单元因进水引起插头接触不良或者内部电路损坏等等。5
15、2.3点火系统2.3.1点火模块目前的汽车几乎都将点火模块与点火线圈做成一体，或者是采用双点火线圈或者直接点火。首先点火模块，如果它的故障会使电火花过弱或者是不点火，点火线圈和点火模块的原因，可能是电脑发出的点火信号的缺失，也可能是点火模块的供电线路等等出现问题。其次就是初级线圈和次级线圈有问题，次级线可以测量，初级线圈在整个模块里，没有办法测量它的电阻。2.3.2火花塞和高压线火花塞和高压线的问题，火花塞不正确，间隙不正确、或者是点击绕蚀或者损坏，以及电机有积碳，高压线电阻过大，以及高压线外皮漏电。因为现在高压线刺激的比较高，三四万伏，使用几万公里以后可能会击穿。2.3.3点火提前角点火提前
16、角的失准，这也是一个间接问题。火花塞和点火线圈并不是这些东西的故障，是由于传感器，比如说空气流量传感器，或者是压力传感器，霍尔传感器等等，由于他们的信号不正确，或者是爆振传感器不正确发生问题。当然，这些原因发生问题的时候不多，但是，如果不整顿，也会使点火角有变化造成燃烧不正常，以及这些元件的断路、短路、接地故障。现在汽车都有三元催化器，它的堵塞也会引起怠速不稳。62.4机械结构2.4.1配气机构配气机构故障导致个别气缸的功率下降过多，从而使功率不平衡。具体引起的，一个是正时皮带安装位置错误，使各缸气门的开闭时间发生变化，导致配气相位失准。2.4.1.1气门工作面与气门座圈积碳过多气门工作面与气
17、门座圈积碳过多，造成气门密封不严。以前是492发动机为主，带动不稳司机不太介意，现在车的质量很高，如果现在有积碳的话，气门密封不严，不是跑了十万、二十万公里，就是密封不严，后来经过积碳清洗还是很好排除这个问题。2.4.1.2凸轮轴的凸轮磨损凸轮轴的磨损不一致，也许某一时间润滑不好，有所磨损，但是不仔细测量也是看不到的；还有就是气门的其他的有关元件，比如说气门的推杆磨损，摇臂的磨损，还有气门的卡住或者是气门弹簧的折断，都会造成各个气缸的进气量不均匀。2.4.2发动体和活塞连杆机构发动体和活塞连杆机构，它有故障也会使压缩压力不一致。主要是气缸垫的漏气，还有就是两个缸气之间漏气。第二是活塞环隙过大、
18、或者对口断裂，活塞环失去弹性。第三是活塞环槽内积碳过多，活塞与气缸磨损，气缸圆度、圆柱度超差。燃烧室积碳会改编压缩比，积碳严重导致怠速不稳，会使各缸的机率不均匀，发动机在长期低温的情况下行使会造成积碳过多。7 以上四方面，包括电控系统三个方面，进气系统、燃油系统、点火系统以及发动机机械结构的故障会产生怠速不稳。它的原因是很多的，不稳的现象是涉及面广，工作难度大。3 怠速不稳的诊断与解决措施发动机如果是不能发动，这个问题好解决，但是怠速不稳比这个因素多的多，虽然原因有百般变化，根据分析的结构和理论的分析，根据以往的经验还是能够作出正确的判断。应该经过检测来作出下一步的工作的方案。3.1诊断步骤3
19、.1.1询问车主接到怠速不稳的车后询问车主以下的情况，就是第一次出现怠速不稳的时间，有多长时间，是缓慢的出现还是突然的出现，这是我们要心中有数；第二是怠速不稳与行车状况，比如说每次在减速以后才发现怠速不稳还是什么情况；第三是怠速不稳与发动机温度，是凉车还是热车的时候出现怠速不稳；还有就是车辆的行使里程，行使里程很多了，时间很长，可能是综合故障，包括各部的零部件参数的改变，不管是机械的还是电器的，我们可能要想的更多一些；第五，要了解该车的保养情况，有的用户，不太注意保养或者为了节省费用做一些不是定期保养，定公里数的保养。第六，了解该车对此故障的维修历史。3.1.2外观检查检查一下发动机的运转情况
20、，到底是属于哪一种，是轻微的还是剧烈的，发动的的抖动，一个是观察发动机的转速表。第二是看读数据块。还可以观察发动机的实际情况，比如说油尺管，平稳的车几乎不晃，如果抖动的话随着晃起来，这是一个依据。还有看看它的抖动的程度，已经偏离期望值了，可能是有比较大的原因，不会是由于积碳造成的，如果是在期望值的控制单元，首先达到一定程度会进入到这个程序。如果是围绕这个，我们可以想到由于积碳、喷嘴这些原因，就是说一些不太大的问题。有的车带负荷以后抖动，比如说打开空调、灯光等等，可能是负荷的信号没有发到电脑，或者发动机的怠速由于故障，使它的功率下降而带不动，也有这样的可能性。下一步检查发动机的外部情况有没有异常
21、。包括短路、有没有破损。另外，一些传统的检查方法，有没有漏油、漏气、漏水、漏电。还有就是观察排气管，排气管的排期是否稳定，不稳会发生“突突”声，这样要观察颜色，是黑烟还是蓝烟，还要闻一下汽油味。由于安装了三元催化器这种颜色有可能是正常的。还要观察排气管的排期情况，正常有水排出，如果没有的话，测尾气之前就要怀疑尾气不正常。还有有油门拉件的，如果没有被发动机护罩遮挡，也可以摸一下。比如说用户可能修过这个车，出现不稳，往往由于拉线不正常，使怠速点不闭合造成的怠速不稳。3.1.3开始修理开始修理了。程序是读码，在读码之前，有时候要看一下版本信息，如果这个车以前有更换过电脑的历史，要卡一下它的编码是否正
22、确，如果编码不正确，自变箱的车变成手变箱的车，编码不正确也会出现怠速不稳。这时需要仔细观察。就读码来说，有永久性和偶发性读码两种，要记下来，然后进行清码，然后再运行机器，运行的时候看发生故障发生的条件，比如说水温等等，然后再读码。 解码器可以显示这个码的信息，但是有时候不够，还要查一下它的维修手册，看一下它的原因、影响和排除方法，把这些看清楚以后，便于下一步如何操作。对于偶发性的故障也不能忽视，有些故障出现的时候，是由于偶发性故障码引起的。比如说插头的虚脱和线路的接替，这些故障经过颠簸以后可能排除了。所以，车辆来的时候可能没有发现问题有故障，但是偶发性码也是思维中要考虑的一点。如果没有机械故障
23、码，就要考虑一些故障码不监视的软件。83.2阅读分析数据块数据块可以提供发动机运转中的实时数据。对怠速不稳，要读怠速不稳的数据内容，一个是节气门的开度、正常值是2到5度，大了以后肯定是脏了，这时要清理节气门。还有就是发动机的工况，有没有显示怠速，如果没有这个显示，说明节气门在开关触点没有闭合。还有怠速空气流量学习值、怠速空气调节值，学习值是根据前一时期对流量的中心值，点了一个中心值，由于节气门脏或者负载有变化，流量需要进行调整，所以产生的一个学习值。那么，在每一时刻还有一个调节值，这在故障码表里是一个范围，正常的是在这个范围之内。怠速r学习值，也有一个学习值和一个调节值，同样看是否在这个范围内
24、，就可以判断进气不正常还有喷油不正常，还有空气流量，由于使用时间过场，看有没有超过范围。还有点火角，正常是6到12度，如果怠速不稳，幅度很大，因为这个影响它的因素很多，发动机的控制，一个是空气的控制，一个是喷油，但是，当怠速下降，来的最快的是点火天然角，首先是增加提前点火的角度，这样使转速回到这个目标值时间最快。还要看r传感器电压，一个是线圈的问题，还有一个是系统不正常，比如说喷油量过浓或者过稀，这个都可以试，在实验的时候可以人为的看喷油量，看电压的变化，还有就是冷却液温度，进气的温度，分析数据块当中对于怠速稳定很重要的依据。 3.3进入测量阶段根据故障的现象还有故障码的内容，数据块的数值，这
25、要根据具体的情况来定，这没有一定的顺序，选择哪一种仪器依据情况来定。如果有仪器就要经常用。也可以用老方法来解决，气缸压力表，是各缸的不均引起的，可能是某个缸干活不好，或者是所有的缸干活不好，可以用断缸的方法测量，检测的原则从电脑机开始，电比较好测，机测缸压可以，更复杂的放到最后测，从简到繁。可以从电控到机械的发动机部分，每一部分的测量都要做记录，以便最后分析的时候可以有机的联系到一起。 3.4故障排除在维修手册里有故障排除指南，在一些网站上也可以查。然后是制定本车的排除方案，有很多，比如说对症下药，比如说清洗节气门与进气道，可能点击比较好测，免拆清洗直接解决。但是喷嘴燃的清洗，积碳不如点击清洗
26、。下一步可以根据判断更换一些电器元件，如果在测量当中发现有些线路有问题，要查找故障点，把这些线数甚至打开，查找短路点，有的车很严重，说起来查也不容易。如果电器系统没有问题，比如说发动机运转的时间很长了，再考虑机械部分，检查它的气门的密封性，凸轮轴的问题也要想到。3.5竣工检验故障排除后必须用诊断仪，尾气分析仪再检测一遍，尾气分析仪可以直接测量怠速不稳，可以判断方向，现在用了四尾气、五尾气，通过二氧化碳、氧也可以判断它的烘比的方向。测量之后也要电话跟踪，比如说在三天内必须电话跟踪一次，必须对用户车辆的维修质量负责，提示用户使用车辆的注意事项。9 4 案例分析4.1HFC6470A瑞风车怠速不稳
27、4.1.1故障现象一辆HFC6470A瑞风车，装配G4JS发动机，累计行驶9.6万KM，故障现象为怠速不稳。车主反映，两天前该车因踩加速踏板发涩，加速不畅，在其他维修厂对燃油系统及节气门进行了清汽，然后就出现了发动机怠速不稳的故障。4.1.2故障检查与排除接车后首先对该车燃油管路的所有接头进行了检查并加以紧固，对发动机进气歧管上的真空管路也进行了全面检查，均未发现异常。接着把检查重点放在节气门体及相关线路上。该车节气门体上装有节气门位置传感器(TPS)和怠速控制(ISA)阀，对该传感器及怠速控制阀的连接器进行了重新接插后，起动发动机，接上瑞风专用故障检测试仪，读取故障代码，结果无故障代码显示；
28、读取数据流，结果显示怠速控制阀控制信号的占空比数据不在规定值范围内。测量怠速控制阀的电阻，正常，而且节气门体的旁通气道也很干净。 对怠速控制阀的电路进行了测量，测得其连接器的端子2在接通点火开关时的对地电压为12V，属正常，其端子1和3的对地电压为8V9V，不正常。难道发动机ECU出了问题 于是将该车的发动机ECU装到另一辆同型号的车上试验，结果被试车发动机工作正常，说明发动机ECU没问题。于是将发动机ECU装回原车，再次接通点火开关，对怠速控制阀的车接器端子1和3的对地电压进行测量，结果变成了5V7V不断变化，而且该电压还有逐步下降的趋势，将其连接器的保护套打开，发现连接器内部有热气朝外冒，
29、于是断开点火开关和蓄电池的负极电缆，拔下怠速控制阀导线侧连接器，发现连接器的防尘套及塑料绝缘体已经烧蚀变形，连接器端子上有油迹，对该车连接器内部清洁后并吹干，插上怠速控制阀导线侧连接器，装回蓄电池负极电缆，接通点火开关，此时读取数据流，怠速控制阀信号的占空比为38%，接通空调开关时为50%，当发动机转速加至3000r/min时为58%，其频率为90Hz110Hz，均在正常范围内。对该车路试，发动机加速性能良好。到此故障已排除。4.2现代索纳塔型轿车的怠速不稳故障4.2.1故障现象 一辆现代Sonata型轿车，装有4缸电子燃油喷射发动机，出现了怠速不稳、转速忽高忽低，而且在低速行驶时，偶尔出现窜
30、动的现象。故障出现时，仪表板上的CHECK警告灯发亮。 4.2.2故障检查与排除 因仪表板上的CHECK警告灯发亮，说明电控系统有故障，调取故障码，显示为“14”，其含意是节气门位置传感器信号不正常。拆下节气门位置传感器上的线束插头，观察各端子无锈蚀，接触也可靠，于是参照维修手册用万用表测量节气门位置传感器的电阻值。当用手操纵节气门由全关平稳的向全开过渡时，发现其电阻值不是呈线性变化，而是在全关(稍有振动)和开度不大时，电阻值有突变的情况。这说明节气门传感器内的滑变电阻有接触不良的现象。更换新的节气门位置传感器，消除故障码，故障排除。 4.2.3故障分析 该车型发动机的节气门位置传感器，由怠速
31、向高速平稳过渡时，向电脑输入的电阻值应从0.5k平稳上升至3.5-6.5k。上述故障，正是由于节气门位置传感器在怠速(稍有振动)或低速时，输出的电阻值出现突变，给电脑输入了错误信号(相当于节气门开度突然开大或减小)，而出现了发动机工作失常的现象。10结束语怠速即是发动机“出工不出力”。怠速的现象，即是车在原地不动，发动机却在“突突”地转着，这时，汽油燃烧产生的机械功都用在内部零部的摩擦上而消耗掉了。了解到这一点，于是随意地把怠速调整到了发动机所能忍受的最低点。在低怠速时一颤一颤的，这样做，事实上是极端有害的。因为一般的汽车机油泵是由发动机的曲轴直接驱动的，这样做就直接造成油泵转速过低，从而导致
32、机油压力不足，它们的凸轮轴和轴承之间是需要一定大小的油压，才能形成一定厚度的油膜来保证润滑的。在较冷的清晨用车是要暖机的，天越冷，所要的时间越长。于是为了快一点，急性的人就使劲地轰油门，或暂时调高怠速。这样的确快了许多，但这时，由于汽缸体太冷而附着在汽缸壁上面的一些汽油液滴稀释了汽缸壁上的机油，使活塞与缸壁间形成的油膜变薄，同时，过高的转速又加剧了摩擦。同时要说明的一点是，怠速时的供油是很浓的，汽油的雾化很差，也促使了较大液滴的形成。长此以往，烧机油只是时间的问题。怠速高了不好，低了不好，怠速的调整也是有一定的学问的，爱车之举便是严格地按照厂家的使用说明书进行调节和使用。因为这些都已被证明，能使您的机车工作在最佳状态。发动机怠速工况运转性能的优劣也是评价发动机性能的重要指标。汽油机的怠速性能主要体现在三个方面：怠速稳定性、怠速排放和怠速油耗。因此本文讲述微型汽车
