机械节气门的构造原理和检测方法

机械气门系统的组成和工作原理

图2-14节气门体电路图

RP1节气门位置传感器 RP2怠速节气门位置传感器 S 怠速开关 M怠速直流电动机

节气门直动式怠速控制系统主要由节气门位置传感器、怠速节气门位置传感器，怠速开关和执行器（怠速直流电动机）以及一套齿轮驱动机构组成（见图2-13），图2-14为其内部线路图。

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机械 节气门系统的组成
节气门位置传感器和怠速节气门位置传感器都是由一个双轨形碳膜电阻和在其上滑动的触点组成。另外在节气门体上有一个双齿轮，它是由同轴的一个大齿轮和一个小齿轮组成。与怠速直流电动机同轴的小齿轮与双齿轮中的大齿轮啮合，扇行齿轮与节气门同轴并与双齿轮中的大齿轮啮合。
当驾驶员踩加速踏板时，怠速开关断开，发动机ECU根据节气门位置传感器的输入信号判断发动机的运行工况，并进行喷油和 点火的控制。当驾驶员不踩加速踏板时，节气门在回位弹簧的作用下关闭，怠速开关闭合。

发动机ECU收到怠速开关闭合的信号，得知发动机处于怠速运行状态，并根据怠速节气门位置传感器的信号和曲轴位置传感器的信号来控制直流电动机的动作，经过小齿轮、双齿轮和扇形齿轮將电动机的转速传递到节气门，使其打开相应的角度，使怠速转速达到最佳值。

(1）节气门位置传感器
节气门位置传感器装在节气门体内，与节气门轴直接相连。它是一种电位计式的传感器，其输出的电压与节气门的开度成反比，该电压信号输送给发动机ECU，发动机ECU根据该信号的大小和变化的速率，判断出发动机运行的各种工况，并进行各种工况下的喷油量、点火正时的控制。如果发动机ECU没有收到节气门位置传感器的信号，将根据发动机转速和空气流量信号计算出一个替代值。

(2）怠速节气门位置传感器

怠速节气门位置传感器（见图2-15）装在节气门体内，也是一种电位计式传感器，其输出电压的变化仅受怠速直流电机的控制。当发动机在怠速工况下运行时，怠速节气门位置传感器将其阻值的变化转换成电压信号，发动机ECU根据该电压值确定节气门的位置，通过微量调节节气门开度来调节发动机怠速转速。当发动机实际转速低于标准转速时，电机轴通过齿轮机构将节气门打开一个微小的角度，增加发动机进气量，使发动机转速增加，逐渐逼近标准转速；当发动机实际转速高于标准转速时，电机轴通过齿轮机构将节气门关闭一个微小的角度，减少发动机进气量，使发动机转速降低，逐渐逼近标准转速。

(3）怠速开关
怠速开关（见图2-16）装在节气门体内，与节气门主驱动轴直接相连。它是触点式开关，仅当节气门主驱动机构复位时，该触点开关才闭合，通知发动机控制模块发动机进入怠速 工况。发动机ECU根据该信号及发动机的负荷来调整怠速供油量和 发动机转速；当节气门打开时，怠速触点开关断开，发动机ECU根据这一信号进行从怠速到小负荷的过渡工况的喷油控制。怠速开关的信号还可以作为发动机控制模块判断是否进行怠速自动控制和急减速断油控制的信号。




(4）怠速直流电动机
怠速直流电动机如图2-17所示。当发动机怠速运行时，或因发动机冷却液温度低、空调运转、动力转向的加入等原因使发动机负荷增大时，为使发动机怠速稳定，怠速直流电动机经一套齿轮机构推动节气门，加大其开度来增加发动机的进气量，提高发动机的转速；相反，在发动机怠速下减载时，在怠速直流电机的作用下，使节气门的开度减小，以避免发动机超速，从而保证保证发动机在怠速工况下运行稳定。
电子节气门系统的检测

(1）机械检查
节气门体在长时间使用后，在进气 通道和节气门之间有可能形成积碳，而造成节气门卡滞，造成怠速不稳等现象。此外节气门体在经受长期剧烈的振动后，有可能出现如怠速直流电动机 轴承磨损、塑料齿轮断齿、阀门 驱动机构卡滞、驱动机构盖板破裂等，出现这类故障都无法修复，只能更换新的节气门体总成。所以在对节气门体检查时，可采用目测有无以上故障发生的方式进行。

（2）部件测试

端子号	连接点	功能	端子号	连接点	功能
1	30（电控单元—侧）	怠速升速控制	2	25	怠速降速控制
3	18（电控单元—侧）	怠速开关	4	41（电控单元—侧）	传感器供电（5V）
5	40（电控单元一侧）	节气门位置传感器信号	6	空	—
7	35（电控单元—侧）	传感器接地	8	28（电控单元—侧）	怠速节气门传感器信号

①节气门体供电检测
节气门体接头有8只端子，各端子的功能如表2-3所示。1、2端子直接接直流电动机，5、8端子分别接节气门位置传感器和怠速节气门位置传感器的滑动触点，他们的输出信号都不超过5V电压（接头端子的排列如图2-18a所示），且信号电压与节气门开度成反比。端子3输出怠速开关信号，端子4、7向节气门体提供5V电压，其中端子7通过发动机ECU接地。

将点火开关置于 “ON”位置，按如图2-18b所示方法用万用表进行测量：测量端子4与端子7之间的电压应为5.0±0.5V。若测量值与上述要求不符，将点火开关置于“OFF“档，拔下ECU接头用万用表进行线路检测。端子4与ECU接头端子41、端子7与ECU接头端子35之间的导线阻值小于1.5欧；端子4与端子7间的电阻应为无穷大。若测得结果与上述要求不符，按电路图查找故障并排除。

②怠速开关检测
将点火开关置于“OFF”档，拆下节气门体接头。用 万用表检测节气门全闭时端子3与7间阻值应小于1Ω；缓慢踩下加速踏板，端子3与7之间阻值应为无穷大。否则更换节气门体。

③怠速控制装置检测
将探针插入节气门体接头端子8引线内（见图2-19），起动发动机，进入怠速运行。在冷却液温度达到80℃以上时，万用表测量探针检测点与 蓄电池负极之间电压应在2.8～3.6V。

④直流电动机检测
把点火开关置于关闭位置，拔下节气门体接头，用万用表测量节气门体接头端子1与端子2之间的阻值应为3～200Ω。若不符合要求，更换节气门体总成。

⑤ 节气门位置传感器检测
打开点火开关，将万用表表笔插入节气门体插座第5端子引线内（见图2-20），缓慢踩下加速踏板从关闭到全开，万用表电压读数应随着 节气门开度的增大而缓慢下降。反之，随节气门的逐渐关闭，万用表电压读数应逐渐上升，其信号变化曲线如图2-21所示，否则应进行供电和线路检查。