電控發動機怠速不穩原因分析及診斷流程

摘 要：怠速工況是發動機的重要工況之一。電控發動機怠速高低對油耗、發動機的排放污染、暖機時間以及使用壽命等都會產生不同程度的影響。如果診斷思路不正確會延長修理時間、降低工作效率。本文簡要分析了電控發動機怠速不穩現象、原因及其診斷方法，對發動機怠速故障診斷與維修人員提供參考。

關鍵詞：電控發動機；怠速不穩；診斷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.249

1 前言

怠速工況是發動機工作的重要工況之一，是發動機在對外不做功的情況下，即離合器處于結合位置、變速器處于空擋位置（對于自動變速箱的車應處于“停車”或“P”檔位），只帶動其他各輔助裝置以最低轉速連續、平穩運轉的狀態。

發動機怠速性能是評價發動機好壞的重要指標，怠速轉速的高低直接影響燃油消耗、排放污染和舒適性能等。保證發動機穩定運轉的最低怠速轉速為最佳怠速轉速，一般汽油機怠速轉速在700～1000r/min。怠速轉速不宜過高或者過低，怠速過高，會使油耗增加。據統計，約有30%的燃油消耗出現在怠速階段。但從有害物排放減少的角度分析，怠速過低又會增加有害物的排放。如果怠速轉速過低，冷車運轉，空調打開或電器負荷增大、動力轉向時，會使怠速下降，若不采取措施，發動機將出現運轉不穩定，甚至熄火。

2 怠速控制的功能

電控技術在現代汽車上應用越來越廣泛，怠速控制已經成為發動機集中控制的基本控制內容之一。其目的是在保證發動機排放要求，并且平穩運轉的前提下，盡量降低發動機怠速，從而降低怠速時的燃油消耗。

其他工況時，駕駛員可以使用加速踏板來控制節氣門開度，進而改變進氣量，以調節發動機轉速和輸出功率。而怠速工況下，加速踏板完全松開，駕駛員則無法控制進氣量。此時，空氣通過節氣門縫隙或旁通怠速空氣道進入發動機，并由空氣流量計/進氣歧管絕對壓力傳感器來檢測進氣量，電控燃油噴射系統根據各傳感器信號來控制噴油量，從而確保發動機怠速時平穩運轉。所以，發動機怠速控制系統就是根據發動機的工作溫度和負載，由電控單元自動控制怠速時的進氣量，維持發動機以穩定的怠速轉速運轉。也就是說，怠速轉速的控制實際上就是怠速時的進氣量的控制。

如果怠速工況時有負荷，則負荷的大小及其變化會影響怠速的轉速，此時怠速控制的目的就是確保即使有負荷變化，怠速轉速也相對穩定。發動機怠速時，以下幾種情況下一般都需要提高怠速轉速（即快怠速）：

（1）在發動機啟動后，而冷卻水沒有達到正常溫度前，要自動提高發動機轉速，避免發動機出現發抖、不穩，甚至停轉現象，同時也要縮短暖機時間。

（2）使用空調時，發動機負荷增大，則要提高發動機怠速轉速，避免發動機停轉。

（3）對動力轉向伺服機構來說，發動機低速轉向時，要提高發動機怠速，避免因發動機轉速下降而造成熄火，同時使轉向更輕便、可靠。

（4）當發動機轉速急劇降至怠速轉速時，要不同程度地提高發動機怠速，避免急加速時發動機停轉，同時也減少了排放污染。

3 影響發動機怠速不穩的原因分析[1]

怠速不穩是發動機維修中常見的故障現象。引起發動機怠速不穩故障的原因有很多，涉及面很廣，但總結起來無非就是進氣系統、燃油系統、點火系統、排氣系統、發動機機械故障等幾個方面造成的。

3.1 進氣系統故障

（1）進氣系統泄漏。一般情況下，怠速控制閥開度越大，進氣量越多。但當不應進入的空氣、汽油蒸汽、廢氣等進入進氣系統時，會造成可燃混和氣過濃或過稀，發動機就會不正常燃燒。當漏氣位置僅影響個別缸時，發動機抖動比較嚴重，特別對冷車時怠速影響較大。常見故障：進氣總管膠管破破損裂或卡子有松動，進氣歧管有破損漏氣，噴油器密封圈磨損漏氣，真空管插頭脫落、破裂等，曲軸箱強制通風閥、活性炭罐閥、廢氣再循環閥開度不正常等。

（2）進氣系統積炭污垢過多。節氣門及其周圍進氣管道、怠速控制閥等污垢過多，使空氣流通面積發生改變，怠速控制閥就無法精確控制怠速進氣量，從而造成怠速轉速不穩。

（3）電控元件故障。怠速工況下，怠速執行元件故障會直接導致怠速進氣控制不準，出現怠速不穩現象。當ECU接收到錯誤的信息而發出錯誤指令，或電腦內部出現故障時，將造成怠速進氣量控制失準，發動機會出現不正常燃燒，這是引起怠速不穩的間接原因，屬于控制上的問題。如空氣流量計、進氣壓力傳感器本省或其線路故障，發動機ECU插頭進水、接觸不良，節氣門電機、怠速步進電機、電磁閥等損壞或發卡等。

3.2 燃油噴射系統故障

（1）噴油器故障。噴油器故障是燃油系統常見故障。如噴油器堵塞、密封不嚴、噴油不均、霧化不好等等，造成燃油混合氣過濃或過稀，使得各缸功率不均衡，從而導致發動機怠速不穩。空氣流量計或進氣歧管絕對壓力傳感器、節氣門位置傳感器、怠速開關、溫度傳感器、氧傳感器及其線路故障，均導致ECU發出錯誤指令，從而造成混合氣過濃或過稀，也屬于間接原因。

（2）燃油壓力故障。燃油壓力過高、過低都會造成空燃比變差，燃燒不充分，使得發動機怠速不穩。燃油壓力過高，實際噴油量增加，燃油混合氣過濃；壓力過低，實際噴油量過少，噴出的燃油霧化不良。燃油濾清器或燃油泵堵塞、泵油能力不足，油管變形，燃油壓力調節器有故障等都會造成燃油壓力過高或過低。

3.3 點火系統故障

（1）點火模塊和點火線圈故障。現代汽車大多將點火模塊和點火線圈做成一體，采用直接點火或雙點火線圈。點火模塊和點火線圈有故障主要表現在火花塞不點火或者高壓火花弱。常見的原因如：點火觸發信號缺失；點火模塊供電或連接處松動；點火模塊有故障；初級線圈或次級線圈有故障等等[2]。

（2）火花塞和高壓線故障故障。火花塞間隙過大、過小、燒蝕、擊穿、高壓線漏電等均會導致點火能量不足，從而引起異常燃燒，甚至失火。常見的原因有火花塞間隙不正確、電極有積碳、電極燒蝕或損壞；高壓線絕緣外皮或插頭漏電；高壓線電阻過大。endprint

（3）點火提前角失準。點火提前角失準是一個間接故障。由于傳感器或線路故障會使得控制單元發出錯誤的指令，造成點火提前角不正確，或出現大范圍波動。常見的原因有：空氣流量計或進氣歧管絕對壓力傳感器、霍爾傳感器、溫度傳感器、爆震傳感器本身故障及其線路有斷路、短路、接地等故障；ECU故障或接觸不良等[3]。

3.4 排氣系統故障

當三元催化轉化器內部積炭、結膠等造成堵塞時，會使進氣管真空度過低造成發動機進氣不充分、排氣不徹底，導致發動機怠速不穩。

3.5 機械系統故障

（1）配氣機構故障。配氣機構故障會導致氣缸燃燒不正常，使得各缸功率不平衡。常見原因有：正時皮帶安裝位置錯誤；氣門密封不嚴，各缸壓縮壓力不同；各缸凸輪軸磨損量不同導致進氣量不同；氣門相關件有故障等等。

（2）發動機缸體、活塞連桿機構故障。這些原件故障都會造成個別缸功率下降，造成各缸功率不同，工作不平穩。常見的原因有：氣缸襯墊損壞；活塞環槽內積炭過多或端隙過大，活塞環彈性減弱；氣缸圓度、圓柱度不在正常范圍內；因連桿彎曲變形、燃燒室有積炭，都會改變壓縮比。

4 發動機怠速不穩故障診斷方法流程

電控發動機怠速不穩故障診斷是一項涉及面廣、難度大的工作，我們可以根據儀器檢測、理論分析和維修經驗做出正確的判斷。一般故障診斷應遵循先外后內、先簡后繁、先熟后生、代碼優先的原則，并按圖1故障診斷方法流程進行診斷。

雖然現代汽車大多都有故障自診斷系統，但也經常出現有故障時沒有故障碼顯示，或顯示的故障碼與實際故障不符的情況。隨著新技術、新結構、新材料的不斷涌現，造成發動機怠速不穩的原因也越來越多，維修人員要不斷學習，全面考慮，最終排除故障。

參考文獻：

[1]百度文庫.發動機怠速不穩原因及診斷[OL].http：//wenku.baidu.com/link？url=Hr_vgr4Nz4ck-t-3mqglrNI1c-wZ-X6wz7gkkfXVopKFNcIDq0DCfpE01ZCxcCufzyjAr1q0P1PK1Y28wF9mKx32UihhMNC3dVNAVDTPGS7.

[2]曹利軍.汽車發動機怠速不穩故障的分析及診斷[J].《赤峰學院學報（自然科學版）》，2010，26（01）：167-168.

[3]阮顏妹.淺談豐田佳美2.2怠速不穩、發抖的檢修[J].《科學導報》，2013（09）：310-311.

作者簡介：張文娜（1981—），女，江蘇徐州人，碩士，講師，研究方向：汽車維修，職業教育、職業培訓發展研究。endprint