電子節(jié)氣門(mén)在汽車(chē)中的應(yīng)用

羅　鷹，冒興峰，錢(qián)　輝

（南通理工學(xué)院 汽車(chē)工程學(xué)院，江蘇 南通　226002）

電子節(jié)氣門(mén)在汽車(chē)中的應(yīng)用

羅鷹，冒興峰，錢(qián)輝

（南通理工學(xué)院 汽車(chē)工程學(xué)院，江蘇 南通226002）

由于時(shí)代科技發(fā)展的快速，目前汽車(chē)已經(jīng)放棄傳統(tǒng)的拉鎖式直接控制的節(jié)氣門(mén)，全部采用電子元件傳感器提供信息給電腦ECU來(lái)控制電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，這種形式的電子節(jié)氣門(mén)在現(xiàn)實(shí)使用中能夠使汽車(chē)結(jié)構(gòu)更加緊湊合理。文章通過(guò)對(duì)電子節(jié)氣門(mén)的構(gòu)造以及工作原理的介紹，結(jié)合平時(shí)的學(xué)習(xí)和積累的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電子節(jié)氣門(mén)在發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用所出現(xiàn)的常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，從而判斷故障點(diǎn)和確定維修方法。

電子節(jié)氣門(mén)；節(jié)氣門(mén)控制；節(jié)氣門(mén)故障診斷

在節(jié)氣門(mén)體上安裝一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)ECU來(lái)控制電機(jī)，從而實(shí)施對(duì)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的大小進(jìn)行控制?，F(xiàn)在幾乎所有的汽車(chē)都已經(jīng)發(fā)放棄老式的拉鎖式的節(jié)氣門(mén)，都采用了電子節(jié)氣門(mén)，同時(shí)油門(mén)踏板也采用電子化設(shè)計(jì)，減少了繁瑣的機(jī)械操控。它比傳統(tǒng)式節(jié)氣門(mén)增加了位置傳感器、電動(dòng)機(jī)和電子控制單元，對(duì)節(jié)氣門(mén)進(jìn)行精確開(kāi)度的控制，提高了汽車(chē)的使用壽命，減少燃油的消耗，更加經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也減少了有害氣體的排放，國(guó)內(nèi)汽車(chē)也能達(dá)到國(guó)5標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)啟速度得到提升，可以得到更好的操控性能，在車(chē)輛怠速時(shí)更加平穩(wěn)。

1　電子節(jié)氣門(mén)控制單元

電子節(jié)氣門(mén)控制單元的基本結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

（1）電子油門(mén)踏板 電子油門(mén)就相當(dāng)于一個(gè)位置傳感器，它能夠?qū)Ⅰ{駛員的意愿反應(yīng)給ECU，再通過(guò)ECU來(lái)控制節(jié)氣門(mén)開(kāi)度。油門(mén)踏板控制單元將這一變化轉(zhuǎn)化為電壓的形式傳輸?shù)紼CU電控單元，然后將這一信號(hào)給電子節(jié)氣門(mén)的電機(jī)，從而對(duì)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度大小進(jìn)行控制。這兩個(gè)傳感器在電路連接采用的是反向連接，這兩個(gè)傳感器為了加速和減速而設(shè)計(jì)的。這兩個(gè)傳感器共用一個(gè)電源和一個(gè)搭鐵線(xiàn)，但是采用反向連接，當(dāng)加速或減速時(shí)一個(gè)工作另一個(gè)不工作（不會(huì)產(chǎn)生矛盾）。

（2）ECU電腦是用來(lái)接收和發(fā)出信號(hào)的元件，通過(guò)節(jié)氣門(mén)位置傳感器反饋一個(gè)信號(hào)來(lái)控制噴油量，得到了最終數(shù)值后就向節(jié)氣門(mén)控制單元輸送控制信號(hào)，使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃耗更加充分，也會(huì)考慮調(diào)整其他信號(hào)：空調(diào)信號(hào)、轉(zhuǎn)向信號(hào)、電子巡航系統(tǒng)等，得出最終的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值。

（3）節(jié)氣門(mén)控制單元。插頭是由6個(gè)針腳組成：1根正極線(xiàn)提供電源、2個(gè)信號(hào)線(xiàn)（節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)輸出線(xiàn)和反饋線(xiàn)），1根搭鐵線(xiàn)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正、負(fù)極線(xiàn)，如圖2所示。

圖2　節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)電路圖

（4）機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)二種類(lèi)型。步進(jìn)電機(jī)控制精確度高，定位準(zhǔn)確，但是由于步進(jìn)電機(jī)采用的是齒輪角度來(lái)控制的，它的角度范圍很大，就會(huì)導(dǎo)致工作時(shí)反應(yīng)會(huì)有所延遲，所以現(xiàn)代汽車(chē)基本采用的是直流電機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)是小齒輪帶動(dòng)大齒輪的減速工作原理來(lái)實(shí)施對(duì)節(jié)氣門(mén)門(mén)板的開(kāi)度控制。

（5）開(kāi)關(guān)信號(hào)。一個(gè)是制動(dòng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)踩下剎車(chē)后就會(huì)將這一信號(hào)反饋個(gè)電腦，電腦就會(huì)提供一個(gè)關(guān)閉信號(hào)給節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)電機(jī)關(guān)閉門(mén)板，默認(rèn)為怠速狀態(tài)。離合器踏板開(kāi)關(guān)信號(hào)向電控系統(tǒng)提供切斷動(dòng)力信號(hào)，離合器踏板踏下后，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)和變速器分離，如果沒(méi)有這個(gè)信號(hào)，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩下降而它的供氣、供油量不變。這一信號(hào)開(kāi)關(guān)就是將發(fā)動(dòng)機(jī)默認(rèn)為怠速狀態(tài)，停止對(duì)轉(zhuǎn)矩的控制。

（6）發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈。在打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)2擋時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈會(huì)常亮。啟動(dòng)后，若無(wú)故障3s后熄滅。當(dāng)節(jié)氣門(mén)電控系統(tǒng)出現(xiàn)當(dāng)前存在的故障時(shí)，儀表上的發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈點(diǎn)亮，提示駕駛?cè)藛T需要盡快檢查，并且可以將故障碼儲(chǔ)存在電腦中，以便維修人員修理。

2　電子節(jié)氣門(mén)常見(jiàn)故障

（1）傳感器滑片與電阻接觸不良。傳感器接頭有腐蝕，接觸不良，就會(huì)出現(xiàn)電壓偏低或者短路等現(xiàn)象。

（2）怠速游車(chē)。當(dāng)節(jié)氣門(mén)位置傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，EUC就不能接受到節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度信號(hào)，系統(tǒng)就會(huì)默認(rèn)一個(gè)開(kāi)度值進(jìn)行對(duì)噴油量的一個(gè)控制，就會(huì)導(dǎo)致混合氣過(guò)稀或者過(guò)濃，從而就會(huì)出現(xiàn)怠速時(shí)游車(chē)現(xiàn)象。如果某一樣介質(zhì)高于最大值時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)困難或者啟動(dòng)后怠速過(guò)低導(dǎo)致熄火。

（3）起步發(fā)闖。由于節(jié)氣門(mén)體內(nèi)容易產(chǎn)生積碳或者油泥，就會(huì)導(dǎo)致鍍膜失效，從而阻值就會(huì)發(fā)生變化，造成輸出信號(hào)的電壓不準(zhǔn)確，車(chē)輛在起步時(shí)就會(huì)出現(xiàn)起步發(fā)闖，嚴(yán)重的話(huà)還會(huì)出現(xiàn)熄火的現(xiàn)象。

（4）節(jié)氣門(mén)堵塞或者門(mén)板處積炭過(guò)多。發(fā)動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油底殼里的廢氣是肯定有的，尤其是使用低端的機(jī)油。曲軸箱廢氣系統(tǒng)有一部分是和節(jié)氣門(mén)是連接到一起的，廢氣就可能從那小孔回穿到節(jié)氣門(mén)前。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)油溫度十分高，機(jī)油廢氣就會(huì)從氣門(mén)處竄到進(jìn)氣歧管，然后到達(dá)節(jié)氣門(mén)體內(nèi)。在怠速下，這些廢氣在進(jìn)入進(jìn)氣道時(shí)會(huì)逐漸降溫直至最后溫度過(guò)低，機(jī)油廢氣就會(huì)液化最終變成油膜沉積在節(jié)氣門(mén)里。由于油膜具有吸附作用，在進(jìn)氣的時(shí)候難免有雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入，導(dǎo)致節(jié)氣門(mén)堵塞。

3　電子節(jié)氣門(mén)故障分析

（1）故障分析一：一輛朗逸轎車(chē)在等待紅路燈時(shí)，車(chē)輛怠速不穩(wěn)定，出現(xiàn)游車(chē)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速最低達(dá)到300r/min，最高達(dá)到1200r/min，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)熄火的現(xiàn)象。重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，發(fā)現(xiàn)儀表臺(tái)上的EPC燈常亮。初步判斷是燃油管堵塞或者泄露，環(huán)車(chē)檢查后并沒(méi)有聞到汽油味，用燃油壓力表檢測(cè)后壓力正常，噴油嘴也正常，燃油供給系統(tǒng)無(wú)故障；檢查進(jìn)氣軟管和真空管，均無(wú)漏氣、堵塞現(xiàn)象。用故障診斷儀檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)存在一個(gè)故障代碼，節(jié)氣門(mén)增壓器壓力過(guò)低（靜態(tài)，當(dāng)前存在）。檢查增壓空氣軟管是否存在脫落、損壞導(dǎo)致漏氣而使壓力過(guò)低。經(jīng)檢查軟管連接處正常，沒(méi)有出現(xiàn)脫落、破損的現(xiàn)象。排除增壓軟管出現(xiàn)的問(wèn)題。觀察數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)空氣流量傳感器的數(shù)據(jù)與節(jié)氣門(mén)的數(shù)據(jù)不能匹配，節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度在2°～4°之間時(shí)，進(jìn)氣流量在9g/s，就會(huì)出現(xiàn)節(jié)氣門(mén)增壓器壓力過(guò)低。當(dāng)空氣流量傳感器檢測(cè)到進(jìn)氣量增到，而增壓壓力傳感器檢測(cè)到的壓力并沒(méi)有隨著進(jìn)氣壓力的增加而增加，故障產(chǎn)生，ECU就會(huì)儲(chǔ)存當(dāng)前存在的故障代碼。據(jù)分析，出現(xiàn)這種故障可能是節(jié)氣門(mén)本身?yè)p壞，使過(guò)多的增壓空氣進(jìn)到進(jìn)氣歧管道中。拆下節(jié)氣門(mén)前的進(jìn)氣軟管后，輕輕地用手推動(dòng)門(mén)板，發(fā)現(xiàn)門(mén)板與節(jié)氣門(mén)體之間的間隙過(guò)大，節(jié)氣門(mén)內(nèi)部因進(jìn)機(jī)油導(dǎo)致?lián)p壞，節(jié)氣門(mén)需要更換。更換好新的節(jié)氣門(mén)后對(duì)節(jié)氣門(mén)進(jìn)行校準(zhǔn)，重置匹配后啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，故障現(xiàn)象消失，用檢測(cè)儀檢測(cè)，故障代碼當(dāng)前不存在，清除故障碼，故障燈熄滅，發(fā)動(dòng)機(jī)狀況正常。

（2）故障分析二：車(chē)輛在正常行駛過(guò)程中，有時(shí)松下油門(mén)踏板后，車(chē)速?zèng)]有下降，有時(shí)踩下踏板，車(chē)速?zèng)]有上升。初步懷疑是油門(mén)踏板損壞，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)2檔，踩下油門(mén)踏板，節(jié)氣門(mén)可以打開(kāi)，但有時(shí)會(huì)卡死。油門(mén)踏板正常，故障鎖定踏板位置傳感器。用故障診斷儀檢測(cè)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)關(guān)于油門(mén)踏板傳感器的故障代碼，油門(mén)踏板傳感器沒(méi)有故障。然后檢查節(jié)氣門(mén)插頭是否損壞。檢查后發(fā)現(xiàn)插頭無(wú)松曠，線(xiàn)路正常。拆下節(jié)氣門(mén)，推動(dòng)門(mén)板，推到一定位置時(shí)節(jié)氣門(mén)卡死。拆開(kāi)節(jié)氣門(mén)體后發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)齒輪損壞，導(dǎo)致節(jié)氣門(mén)開(kāi)度到一定值時(shí)會(huì)卡死。由于節(jié)氣門(mén)和電機(jī)是一體的，拆解后不能再組裝，就更換了新的節(jié)氣門(mén)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，來(lái)回踩下油門(mén)踏板幾次，沒(méi)有出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行正常。

Application of Electronic Throttle in Automobile

LUO Ying，MAO Xing-feng，QIAN Hui
（Automotive Engineering School，Nantong Technology Institute，Nantong，Jiangsu 226002，China）

Due to the rapid development of modern science and technology，the current car have given up the traditional zipper type direct control of the throttle，and used electronic sensors to provide information to computer ECU to control the motor to achieve the throttle opening and closing，which can make cars with more compact and reasonable structure.Through introduction of the electronic throttle control structure and the work principle，combined with the usual of learning and the accumulation of experience，the paper analyzes common breakdown of electronic throttle in engine application so as to judge fault point and determine the maintenance method.

electronic throttle；throttle common fault；throttle fault diagnosis

U463.6

A

2095-980X（2016）07-0020-02

2016-06-17

羅鷹（1972-），男，江蘇南通人，講師，主要研究方向：汽車(chē)工程。