1、附件5：教案班级课程教师时间年 月 日第 周星期第 节课题任务一 怠速控制系统检修课程类型核心课程 项目课程 实践课程教学方法讲授法 演示法 讨论法 案例教学 情景教学 实验教学 文献查阅 问题启发 项目教学 其他： 教学目标知识目标：1.掌握怠速控制系统的功能、结构组成；2.掌握怠速控制系统的工作原理和控制方法；3.熟悉发动机怠速控制系统的故掌诊断。能力目标：学会使用万用表、示波器、故障诊断仪等检测装置素质目标：学会团队之间的相互协作。教学重点1. 掌握怠速控制系统的功能、结构组成。2. 怠速控制系统的工作原理和控制方法。教学难点怠速控制系统的工作原理和控制方法。教学过程【任务引入】一辆捷达
2、轿车，行驶里程14万公里。据车主反映，凉车无法起步，抖动，严重时会熄火。需要你对怠速系统进行系统的检查，确定故障部位并排除故障。一、怠速控制的作用怠速是指节气门关闭，油门踏板完全松开，且发动机对外无功率输出，并保持最低转速稳定运转的工况。怠速控制是在保证发动机排放要求且运转稳定的情况下，尽量使发动机保持最低稳定转速，以降低怠速时的燃油量。怠速时喷油量的控制由燃油喷射控制系统根据空气量相匹配的原则进行增减，以达到目标空燃比。配置怠速控制系统后，发动机的怠速转速在汽车使用期内，不会因发动机老化、气缸积碳、火花塞间隙和温度等变化而发生变化。二、怠速控制的组成怠速控制系统主要由传感器、ECU、和执行器
3、三部分组成。三、怠速转速控制过程怠速控制内容主要是发动机负荷变化控制和电器负荷变化控制。怠速控制系统控制怠速转速的方法如下：当发动机怠速负荷增大时，ECU控制怠速控制阀使进气量增大，从而使怠速转速提高， 防止发动机运转不稳或熄火；当发动机怠速负荷减小时，ECU控制怠速控制阀使进气量减小，从而使怠速转速降低，以免怠速转速过高。图6-1 怠速控制系统怠速转速控制过程如图6-1所示。ECU首先根据怠速触点IDL信号和车速信号，判断发动机是否处于怠速状态。当判定为怠速工况时，再根据发动机冷却液温度传感器信号、 空调开关和动力转向开关等信号，从存储器存储的怠速转速数据中查询相应的目标转速，然后将目标转速
4、与曲轴位置传感器检测的发动机实际转速进行比较。四、怠速控制系统的类型怠速控制的实质就是对怠速工况下的进气量进行控制。根据控制进气量方式的不同，怠速控制可分为节气门直动式和旁通空气式两种控制类型。1.旁通空气式怠速控制系统通过执行元件控制怠速旁通气道的空气量来控制怠速进气量。称为旁通空气式。旁通空气式怠速装置在节气门旁通空气道内设立了一个阀门。旁通空气式怠速控制系统在怠速时，节气门完全关闭，怠速进气量由旁通空气道提供。怠速控制阀门开大，旁通空气流通截面增大，空气量增加，怠速转速提高；反之，怠速转速降低。旁通空气式怠速控制系统的类型有步进电机式、占空比控制电磁阀式、旋转滑阀式怠速控制阀式。（1）步
5、进电动机式怠速控制装置 步进电动机式怠速控制装置主要由传感器、ECU和步进电动机式怠速阀组成。1)步进电机式怠速阀步进电机式怠速阀由永久磁铁构成的转子、励磁线圈构成的定子和能把旋转运动变成直线运动的进给丝杠及阀芯轴阀芯等组成，如图6-3。步进电机和怠速控制阀做成一体，安装在发动机进气总管上，步进电机顺时针或者逆时针旋转，可使阀芯产生轴向移动，以此改变阀门的开启高度，调节流过节气门旁通气道的空气量。 图6-3 步进电机式怠速控制阀1-转子 2-旁通空气道 3-阀芯 4-阀座 5-阀轴 6-定子线圈 7-进给丝杠 8-轴承图6-4怠速步进电机相线控制电路2)步进电机式怠速阀检修采用步进电机式怠速控
6、制阀的怠速控制电路如图6-5所示。当发动机怠速负荷变化时, 在怠速转速变化之前，ECU将按照一定顺序，控制驱动电路中的三极管VT1、VT2、VT3、VT4适时导通，分别接通步进电机定子绕组电流，使电机转子旋转，带动控制阀的阀芯移动，从而调节进气量，使发动机怠速转速达到目标转速。图6-5 步进电机式怠速阀控制电路初始位置确定为了改善发动机的再次起动性能，在点火开关断开时，ECU将控制怠速控制阀处于全开状态，为再次起动做好准备。起动控制特性起动发动机时，由于怠速控制阀预先设定在全开位置，因此进气量较大，发动机容易起动。一旦发动机被起动，如果阀门保持在全开位置，怠速转速就会升得过高。所以在起动时或起
7、动后，当发动机转速达到规定值(该值由冷却液温度确定)时，ECU就会控制步进电机步进的步数，使控制阀阀门关小到由冷却液温度确定的阀芯位置，使怠速转速稳定。 暖机控制特性在发动机起动后的暖机过程中，ECU将根据冷却液温度传感器信号确定步进电机步进的位置。随着转速升高和发动机温度升高，控制阀阀门将逐渐关小，步进电机步进的步数逐渐减少。当冷却液温度达到70C时，暖机控制结束，步进电机及其阀芯位置保持不变。 怠速控制阀的检修A车上检查当发动机熄火时，怠速控制阀会发出“咔哒”的响声，使阀门开度退到最大位置。如听不到复位时的“咔哒”响声，应对怠速控制阀进行检查。B.检测定子绕组的电阻值拔下连接器插头，用万用
8、表检测插座上定子绕组，电阻值应当符合规定。永磁转子步进电机式怠速控制阀有2组或4组线圈，各组线圈的阻值为3060欧姆。如阻值不符合规定, 应予以更换。C.检查步进电机的工作情况从节气门体上拆下怠速控制阀，用导线将端子Bl、B2连接蓄电池正极，然后依次将S1S2S3-S4与蓄电池负极连接，阀芯应当逐渐向外伸出。如果依次将S4S3S2S1与蓄电池负极连接，阀芯应当逐渐收缩。如阀芯不能移动，说明步进电机失效，应予以更换。D.检测步进电机的工作电压将怠速控制阀安装到节气门体上，插好连接器插头。当点火开关接通“ON”位置时， 检测ECU的端子ISC1、ISC2、ISC3、ISC4与搭铁之间(或检测怠速控
9、制阀连接器端子S1、S2、S3、S4与搭铁之间)应有914V的脉冲电压。如无电压，再检查电源电压和主继电器是否正常。（2）占空比控制电磁阀式怠速控制装置所谓占空比，是指一个脉冲循环中，电磁线圈通电时间（即阀口打开时间）所占的比值，如图6-7。占空比控制电磁阀式怠速控制装置主要由电磁线圈、阀轴、阀芯、弹簧等组成，如图6-8所示。 图6-7占空比 1）占空比控制电磁阀式怠速控制装置结构ECU向电磁线圈通以占空比可调的脉冲信号，因此线圈中的平均电流取决于控制信号的占空比，而平均电流的大小又决定了电磁阀的开度和发动机怠速的高低。占空比越大，线圈中平均电流就越大，线圈吸力强，阀门升程高，开度大，旁通空气
10、量大，怠速高；反之怠速低。 2）占空比控制电磁阀式怠速控制装置检修车上检查：当发动机怠速运转时，用手触摸怠速控制阀应当具有明显地振动感。如无振动感或怠转速过高过低，说明怠速控制阀失效，应予更换新品。检测电磁线圈电阻：断开点火开关，拔下怠速控制阀连接器插头，检测插座上两个端子之间线圈电阻值应约为20左右，如不符规定，应予更换新品。检查怠速控制阀工作情况：从节气门体上拆下怠速控制阀，用导线将其一个端子连接蓄电池正极，另一个端子连接蓄电池负极时，阀芯应当移动。如阀芯不能移动，说明怠速控制阀失效，应予更换新品。当断开一根导线时，阀芯应当迅速复位，如阀芯卡滞或不能迅速复位，说明控制阀故障或复位弹簧失效，
11、应更换新品。 图6-8 占空比控制电磁阀式怠速控制装置（3）旋转电磁阀式怠速控制装置旋转电磁阀式怠速控制装置主要由传感器、ECU及电磁阀线圈控制的旋转滑阀怠速调整装置组成。其原理是ECU根据传感器的输出信号判断发动机的怠速运行状况，进行控制怠速旋转滑阀的动作，控制发动机怠速。1） 旋转电磁阀式怠速控制装置主要由永磁铁、电枢、旋转滑阀、螺旋回转弹簧及电刷等组成。滑阀固装在电枢轴上，与电枢轴一起转动，永久磁铁固定在外壳上，其间形成磁场。电枢位于永久磁场中，电枢的铁心上绕有两组反相的电磁线圈。线圈A通电时，电枢带动滑阀顺时针偏转；B线圈通电时，电枢带动滑阀逆时针偏转。ECU根据传感器的输入信号采用占
12、空比控制方式控制A和B线圈导通与截止，进而控制电枢轴（滑阀）的偏转角，以此改变旁通空气量，调整发动机怠速。当占空比为50时，两个三极管的导通时间相等，正、反向旋转力矩抵消，滑阀不转动；当占空比小于50时，线圈A的通电时间大于线圈B的通电时间，滑阀逆时针旋转，旁通气道被关小；当占空比大于50时，线圈B的通电时间大于线圈A的通电时间，滑阀顺时针旋转，旁通气道被打开。占空比的调整范围约为18%（旋转滑阀关闭）-82%（旋转滑阀打开），滑阀的偏转角度限定在90以内。图6-10 旋转滑阀怠速调整装置控制原理图6-11 旋转电磁阀式怠速控制装置控制电路2）旋转电磁阀式怠速控制装置检修旋转电磁阀式怠速控制装
13、置控制电路如图6-11所示。A.将点火开关转至“ON” ，在线束侧测量电源端子+B与搭铁之间的电压，应为914V。B.拆开怠速控制阀上的三端子线束连接器，在控制阀侧分别测量中间端子（+B）与两侧端子（ISC1和ISC2）之间的电阻，正常应为18.8至22.8欧姆。2.节气门直动式怠速控制装置 节气门直动式怠速控制阀，是通过节气门体怠速稳定控制器，控制节气门的开启来实现怠速稳定控制的，它没有怠速空气旁通道。怠速稳定控制器由一个直流电机通过齿轮传动，控制节气门开启。桑塔纳2000轿车采用的是直动式怠速控制阀，如图6-12所示。图6-12节气门直动式怠速控制装置检修节气门控制组件时，需要注意以下几点
14、:（1）节气门控制组件为一整体结构，壳体不允许打开。（2）怠速参数的基本设定已由制造厂设定在电控磬元中，不需要人工调整。（3）拆装或更换节气门控制组件后，必须用专用检测仪V.A.G1551或V.A.G1552重新进行一次基本设定。进行基本设定时，如有下列情况，则发动机怠速仍不能正常工作。节气门轴因油泥沉积等原因而转动不灵活时。节气门拉索调整不当时。蓄电池电压过低(低于11V)时。节气门控制组件线束或连接器不良时。课程小结本小节主要学习了：1.怠速控制系统的功能、结构组成；2.怠速控制系统的工作原理和控制方法；3.发动机怠速控制系统的故障诊断。作业布置说明：根据授课计划，每次课程按此教案模板撰写教案。
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