基于農(nóng)用車發(fā)動機節(jié)氣門引發(fā)的故障研究

陳 毅 雷昌浩 郝 煜

（重慶市經(jīng)貿(mào)中等專業(yè)學(xué)校，中國 重慶 402160）

0 引言

節(jié)氣門其實就是常說的油門，由油門踏板控制。用來調(diào)節(jié)空氣的進氣量。目前主要有兩種：機械節(jié)氣門和電子節(jié)氣門（見圖1和圖2）。機械式節(jié)氣門通過踩踏油門踏板，帶動踏板下與節(jié)氣門連接的鋼索來開閉節(jié)氣門，這種結(jié)構(gòu)正逐步被淘汰。電子節(jié)氣門的油門踏板與節(jié)氣門之間沒有傳統(tǒng)的鋼索連接，而是通過節(jié)氣門步進進行控制，控制精度更高、改善了油門遲滯現(xiàn)象[1]。

圖1 機械節(jié)氣門

圖2 電子節(jié)氣門

1 節(jié)氣門種類區(qū)分與認(rèn)識

1.1 機械節(jié)氣門與電子節(jié)氣門的區(qū)別

拉線油門：傳統(tǒng)拉線油門是通過鋼絲一端與油門踏板相連另一端與節(jié)氣門相連，傳輸比例是1：1的，也就是說油門踏板進多少，節(jié)氣門就打開多少。

電子油門：通過電纜或線束來控制節(jié)氣門的開度，從表面看是用電纜取代了傳統(tǒng)的油門拉線，但實質(zhì)上不僅僅是簡單的改變連接方式，而是能對整個車輛的動力輸出實現(xiàn)自動控制功能。當(dāng)駕駛員需要加速時踩下油門，踏板位置傳感器就將感知的電信號通過電纜傳遞給ECU電腦，ECU電腦經(jīng)過分析、判斷，并發(fā)出指令給驅(qū)動電機，并由驅(qū)動電機控制節(jié)氣門的開度，以控制可燃混合氣的流量，在大負(fù)荷時，節(jié)氣門開口大，進入氣缸內(nèi)的可燃混合氣多，如果使用拉線油門只能腳踩油門踏板的深淺來控制節(jié)氣門的開度，很難將節(jié)氣門的開口角度調(diào)到能達到理論空燃比狀態(tài)，而電子油門能通過ECU將傳感器采集的各種數(shù)據(jù)進行分析、比對，并發(fā)出指令讓節(jié)氣門執(zhí)行機構(gòu)動作，將節(jié)氣門調(diào)到最佳位置，以實現(xiàn)燃料能充分燃燒，提高其經(jīng)濟性。

1.2 節(jié)氣門的功用

不論是化油器車還是電噴車，節(jié)氣門的作用都一樣，都是控制和調(diào)節(jié)發(fā)動機的進氣量，空氣由節(jié)氣門進入氣缸后才與柴油混合形成油氣混合物。這種方式比較粗放，分配不均，影響排放。而電噴車則是通過節(jié)氣門附近的空氣流量傳感器和空氣壓力傳感器提供的電子信號，由行車電腦根據(jù)各項參數(shù)控制進氣歧管內(nèi)的噴油嘴噴射燃油?？諝獾倪M氣量決定了油氣混合物的進入量,從這個角度來看節(jié)氣門的開度也決定了混合氣的進入量。

2 節(jié)氣門的常見故障

我們一般可以把節(jié)氣門常見故障歸納為兩大類：一類是硬故障，指的是機械損壞，它包括節(jié)氣門控制單元﹑節(jié)氣門電位計﹑節(jié)氣門位置傳感器等；另一類是軟故障，通常指的是臟污，失調(diào)，它包括空氣中的灰塵﹑機油蒸汽等。

節(jié)氣門出現(xiàn)故障會引發(fā)汽車常見的故障[2]，如下：

（1）發(fā)動機怠速抖動，無怠速；

（2）發(fā)動機加速無力；

（3）發(fā)動機怠速時，節(jié)氣門游動，轉(zhuǎn)速忽高忽低；

（4）發(fā)動機加速時，突然緊急制動發(fā)動機會熄火；

（5）農(nóng)用車啟動困難。

3 維修實例

3.1 節(jié)氣門電位計故障

故障現(xiàn)象：一輛2013年久保田M904拖拉機故障燈常亮，怠速在500—800r／min之間游動，油耗明顯上升。

故障分析與排除：用診斷儀進行故障記錄讀取，讀取的故障為“節(jié)氣門電位計故障”。怠速時節(jié)氣門開度參數(shù)為3—4度之間變化。踩下節(jié)氣門踏板，發(fā)現(xiàn)節(jié)氣門開度參數(shù)及節(jié)氣門電壓都隨之變化，進行自調(diào)節(jié)裝置初始化后故障燈熄滅，節(jié)氣門開度、電壓、怠速都變?yōu)檎Ｖ?。說明節(jié)氣門電位計工作組正常，故障為臨時性。聽車主說此車以前曾因此更換過電動節(jié)氣門體，之后的一段時間故障在未出現(xiàn)過，所以排除了節(jié)氣門電位計出現(xiàn)的故障。所以考慮到可能由于發(fā)動機線束捅頭到節(jié)氣門體的接觸不良，導(dǎo)致電控單元進入降級模式造成故障燈亮怠速上下浮動。更換發(fā)動機線束后試車發(fā)現(xiàn)故障燈滅，于是得出此類故障是節(jié)氣門電位計與發(fā)動機之間的線束接觸不良，更換線束后故障現(xiàn)象排除。

故障總結(jié)：此車電位計故障屬于臨時性故障，對于此類臨時性故障我們可以用假設(shè)的方法將可能導(dǎo)致故障的原因，由簡到繁進行逐一排除，直到找到故障的真正原因排除故障為止。

3.2 節(jié)氣門故障之臟堵[3]

故障現(xiàn)象：一輛龍工60系列LG860裝載機，使用2年，早上啟動車在踩加速踏板時感覺發(fā)悶。

故障診斷：拉線出現(xiàn)阻滯。因在保修期，我們先為該車更換節(jié)氣門拉線，但問題并沒有得以解決，將節(jié)氣門體拆下后發(fā)現(xiàn)里面有積炭臟圬，用清洗劑將節(jié)氣門清洗干凈，故障消失。

故障總結(jié)：因車輛在使用過程中，經(jīng)空氣濾清器流過的細(xì)小灰塵與進氣管處細(xì)微油分相遇并黏附其上，在長期高溫條件下逐漸形成積炭和一些膠質(zhì)物，從而影響了節(jié)氣門的作動，所以在踩加速踏板時就比較費力了。

4 結(jié)論

節(jié)氣門以后待改進的地方：

（1）形成節(jié)氣門污垢的原因主要來自機油蒸汽，其次是空氣中的微粒和水分，就是說在使用合格空慮且去掉曲軸箱通風(fēng)管的情況下，節(jié)氣門贓污速度會慢很多。

（2）車在起步時會產(chǎn)生油門遲滯.起步時需要提供濃混合氣,而ECU會根據(jù)當(dāng)前的車速、節(jié)氣門開度等進行分析,從燃油經(jīng)濟性和排放合理的角度考慮,會限制節(jié)氣門的打開幅度,同時限制噴油系統(tǒng)進行濃混合氣供油,其實就是ECU通過限制發(fā)動機瞬時輸出功率,這就限制了汽車起步時要求較濃混合氣的工況實現(xiàn).目前,大部分廠家通過電子油門加速器來緩解油門遲滯,但這種裝置并不能提高發(fā)動機性能,改變動力輸出及扭矩等,僅是一個信號的放大器,并且油耗也會隨著加速器的加速而增加。

（3）ETC控制系統(tǒng)存在各種非線性影響,除了彈簧非線性、粘滑摩擦及齒隙非線性等影響外,同時受到進氣流產(chǎn)生的非線性阻尼力以及進氣氣流的不穩(wěn)定擾流阻矩的影響,導(dǎo)致常規(guī)PID控制不能精確地設(shè)定反饋的增益,影響控制的精確性。

［1］周云山,鐘勇．農(nóng)用車電子控制技術(shù)[M]．北京：機械工業(yè)出版社,2004,7．

［2］隋禮輝．汽車修理工技師、高級技師[M]．2版．北京：中國勞動社會保障出版社,2007,6．

［3］陳越．拖拉機檢測與診斷技術(shù)[M]．北京：科學(xué)出版社,2009,9．