汽车发动机节气门直动式怠速控制执行机构原理与检修

节气门直动式怠速控制执行机构控制节气门的开启程度，以调节怠速时的空气流量，来实现怠速的控制。如桑塔纳时代超人，节气门直动式怠速控制执行机构与节气门体做成一体。

（一）节气门直动式怠速控制

节气门直动式怠速执行器主要由直流电动机、减速齿轮、丝杆等部件组成。执行器的输出是传动轴的前后运动，它与节气门操纵臂的全闭限位器相接触，决定了节气门的最小开度。当微机控制直流电动机通电时，电动机产生旋转力矩，通过减速齿轮减速时，增大了旋转力矩，然后又通过丝杆转动变为传动轴的前后直线运动，从而通过传动轴的运动，使节气门最小开度随之变化，达到调节节气门处的空气通道面积，来实现怠速的控制，如图3-6-19所示。

图3-6-19　节气门直动式怠速控制过程

这种节气门直动式怠速控制执行机构具有较强的工作能力，控制稳定性好，但反应速度一般。同时，整个执行器的外形尺寸也较大，在安装时受到一定限制，其主要应用在大众、奥迪等欧洲车系中。

（二）直动式怠速控制系统的组成及功用

节气门控制组件由怠速开关、怠速节气门位置传感器、节气门位置传感器和怠速控制电机等组成，如图3-6-20所示。

图3-6-20　节气门直动式怠速控制系统的组成

1.节气门位置传感器与节气门轴相连，与驾驶员操纵的加速踏板联动。通过安装在节气门轴一端的滑臂在电位计电阻上滑动，将节气门开度转换为电信号输送给ECU，在发动机工作转速范围内，向ECU 提供当时的节气门位置信号，作为ECU 判断发动运转工况的依据。(www.xing528.com)

2.怠速节气门位置传感器主要是反应怠速时节气门的开度。它安装在节气门体内，与怠速控制电机连接在一起，可将节气门的开度、怠速控制电机的位置信号输送给ECU。当怠速节气门位置传感器到达调节范围极限时，电位计不再移动，节气门仍可继续开启。当怠速节气门位置传感器的信号中断时，节气门控制组件将利用弹簧进入应急状态工作，将节气门拉开到固定位置，使怠速转速升高。

3.怠速开关与节气门主驱动轴相连，给发动机ECU 提供怠速状态信息。当节气门关闭时，怠速开关触点闭合，ECU 判断发动机处于怠速状态，从而按怠速工况要求控制喷油量；当节气门打开时，怠速开关触点断开，ECU 根据这一信号控制从怠速到小负荷的过渡工况的喷油量。怠速开关信号还可作为ECU 判断是否进行怠速自动控制和急减速断油控制的依据。

4.怠速控制电机在怠速调速范围内，通过齿轮传动机构来操纵节气门，使其开度增大或减小。当发动机怠速工作时，怠速气门位置传感器将其阻值变化转换为电信号输入ECU，ECU 接收到该信号后，根据信号电压高低确定节气门的位置，再控制怠速控制电机，通过怠速控制电机微量调节节气门开度来调节发动机的怠速转速。

当怠速控制电机发生故障或ECU 对怠速电机的控制失灵时，应急弹簧将把节气门拉开到固定位置，使怠速转速升高。

案例分析

故障现象：一辆行驶里程约12 万km 的丰田卡罗拉轿车。该车在清洗节气门后，出现发动机的怠速转速2000r/min，通过试车，行驶10km后，无下降趋势。

故障诊断：仔细阅读数据流时，会发现，当节气门变脏后，发动机在怠速时，节气门开度会增大。这是因为节流阀体变脏后，在相同的开度下，进气量会减少，将不足以维持发动机的额定转数，此时节气门开度会增大（怠速控制阀）。这说明电控单元具有学习功能，不但能够检查到元件参数的变化，还能够适应这种变化并且记忆储存。当清洗节气门后，维持相同怠速转速所需要的开度减小，但是电控单元仍会采用清洗前所记忆的节气门参数来控制怠速，这会导致电控单元收到一个节气门怠速位置的电压信号，并不知道其开启角度，因为电控单元还不知道节气门最小怠速位置、最大怠速位置的电压值等基本参数。此时将会出现怠速过高或稳。这个时候就需要用汽车解码仪对汽车节气门进行“基本调整”，ECU 的记忆值与节气门的初始状态进行匹配学习，让ECU了解节气门的基本特性参数。如果电控单元知道了节气门最小怠速位置、最大怠速位置，就知道了怠速节气门电位计的电压范围，如果电控单元知道了怠速节气门电位计的几个中间位置的电压值就知道了怠速节气门电位计的特性，这样才能在以后的运行过程中正常地调节它与节气门的动作。

经过检测，系统无故障码，且各线束连接均正常，判断为机械故障引起的怠速高故障。丰田卡罗拉轿车采用的是1ZR发动机，此发动机通过ECM操作节气门执行器，节气门执行器通过齿轮来打开或关闭节气门。安装在节气门体总成上的节气门位置传感器，用来检测节气门开度。首先读取发动机的数据流，数据流显示为发动机非怠速工况，数据流Throttle Idle Position 显示为OFF，即发动机非怠速工况。正常怠速时，节气门开度为8%～20%，通过数据流分析，节气门开度为29%，显然该故障是由节气门的开度失准引起的。由于车辆故障是在清洗节气门后出现的，经确认，维修人员在清洗节气门时，直接强行触动节气门的翻板，造成步进电机的控制角度和节气门位置传感器检测的角度不一致。

故障排除：清洗节流阀体后，先进行基本设置节气门匹配，故障依旧，则应更换新的节气门体，故障消失。

故障总结：1ZR 发动机采用的电子节气门内有1 个节气门执行器，受ECU 的控制，并且用齿轮开启或关闭节气门，ECM根据这些信号计算节气门开度，并控制节气门执行器来适应驾驶情况。这些信号还会用在空燃比校正、供电增加校正和燃油切断控制等计算。在清洗节气门时，应该保持线束连接，打开点火开关，通过控制油门踏板打开和关闭节气门，但是维修人员在清洗节气门时强行触动节气门的翻板，造成节气门体总成损坏。