基于農用車發動機節氣門引發的故障研究

陳 毅 雷昌浩 郝 煜

（重慶市經貿中等專業學校，中國 重慶 402160）

0 引言

節氣門其實就是常說的油門，由油門踏板控制。用來調節空氣的進氣量。目前主要有兩種：機械節氣門和電子節氣門（見圖1和圖2）。機械式節氣門通過踩踏油門踏板，帶動踏板下與節氣門連接的鋼索來開閉節氣門，這種結構正逐步被淘汰。電子節氣門的油門踏板與節氣門之間沒有傳統的鋼索連接，而是通過節氣門步進進行控制，控制精度更高、改善了油門遲滯現象[1]。

圖1 機械節氣門

圖2 電子節氣門

1 節氣門種類區分與認識

1.1 機械節氣門與電子節氣門的區別

拉線油門：傳統拉線油門是通過鋼絲一端與油門踏板相連另一端與節氣門相連，傳輸比例是1：1的，也就是說油門踏板進多少，節氣門就打開多少。

電子油門：通過電纜或線束來控制節氣門的開度，從表面看是用電纜取代了傳統的油門拉線，但實質上不僅僅是簡單的改變連接方式，而是能對整個車輛的動力輸出實現自動控制功能。當駕駛員需要加速時踩下油門，踏板位置傳感器就將感知的電信號通過電纜傳遞給ECU電腦，ECU電腦經過分析、判斷，并發出指令給驅動電機，并由驅動電機控制節氣門的開度，以控制可燃混合氣的流量，在大負荷時，節氣門開口大，進入氣缸內的可燃混合氣多，如果使用拉線油門只能腳踩油門踏板的深淺來控制節氣門的開度，很難將節氣門的開口角度調到能達到理論空燃比狀態，而電子油門能通過ECU將傳感器采集的各種數據進行分析、比對，并發出指令讓節氣門執行機構動作，將節氣門調到最佳位置，以實現燃料能充分燃燒，提高其經濟性。

1.2 節氣門的功用

不論是化油器車還是電噴車，節氣門的作用都一樣，都是控制和調節發動機的進氣量，空氣由節氣門進入氣缸后才與柴油混合形成油氣混合物。這種方式比較粗放，分配不均，影響排放。而電噴車則是通過節氣門附近的空氣流量傳感器和空氣壓力傳感器提供的電子信號，由行車電腦根據各項參數控制進氣歧管內的噴油嘴噴射燃油。空氣的進氣量決定了油氣混合物的進入量,從這個角度來看節氣門的開度也決定了混合氣的進入量。

2 節氣門的常見故障

我們一般可以把節氣門常見故障歸納為兩大類：一類是硬故障，指的是機械損壞，它包括節氣門控制單元﹑節氣門電位計﹑節氣門位置傳感器等；另一類是軟故障，通常指的是臟污，失調，它包括空氣中的灰塵﹑機油蒸汽等。

節氣門出現故障會引發汽車常見的故障[2]，如下：

（1）發動機怠速抖動，無怠速；

（2）發動機加速無力；

（3）發動機怠速時，節氣門游動，轉速忽高忽低；

（4）發動機加速時，突然緊急制動發動機會熄火；

（5）農用車啟動困難。

3 維修實例

3.1 節氣門電位計故障

故障現象：一輛2013年久保田M904拖拉機故障燈常亮，怠速在500—800r／min之間游動，油耗明顯上升。

故障分析與排除：用診斷儀進行故障記錄讀取，讀取的故障為“節氣門電位計故障”。怠速時節氣門開度參數為3—4度之間變化。踩下節氣門踏板，發現節氣門開度參數及節氣門電壓都隨之變化，進行自調節裝置初始化后故障燈熄滅，節氣門開度、電壓、怠速都變為正常值。說明節氣門電位計工作組正常，故障為臨時性。聽車主說此車以前曾因此更換過電動節氣門體，之后的一段時間故障在未出現過，所以排除了節氣門電位計出現的故障。所以考慮到可能由于發動機線束捅頭到節氣門體的接觸不良，導致電控單元進入降級模式造成故障燈亮怠速上下浮動。更換發動機線束后試車發現故障燈滅，于是得出此類故障是節氣門電位計與發動機之間的線束接觸不良，更換線束后故障現象排除。

故障總結：此車電位計故障屬于臨時性故障，對于此類臨時性故障我們可以用假設的方法將可能導致故障的原因，由簡到繁進行逐一排除，直到找到故障的真正原因排除故障為止。

3.2 節氣門故障之臟堵[3]

故障現象：一輛龍工60系列LG860裝載機，使用2年，早上啟動車在踩加速踏板時感覺發悶。

故障診斷：拉線出現阻滯。因在保修期，我們先為該車更換節氣門拉線，但問題并沒有得以解決，將節氣門體拆下后發現里面有積炭臟圬，用清洗劑將節氣門清洗干凈，故障消失。

故障總結：因車輛在使用過程中，經空氣濾清器流過的細小灰塵與進氣管處細微油分相遇并黏附其上，在長期高溫條件下逐漸形成積炭和一些膠質物，從而影響了節氣門的作動，所以在踩加速踏板時就比較費力了。

4 結論

節氣門以后待改進的地方：

（1）形成節氣門污垢的原因主要來自機油蒸汽，其次是空氣中的微粒和水分，就是說在使用合格空慮且去掉曲軸箱通風管的情況下，節氣門贓污速度會慢很多。

（2）車在起步時會產生油門遲滯.起步時需要提供濃混合氣,而ECU會根據當前的車速、節氣門開度等進行分析,從燃油經濟性和排放合理的角度考慮,會限制節氣門的打開幅度,同時限制噴油系統進行濃混合氣供油,其實就是ECU通過限制發動機瞬時輸出功率,這就限制了汽車起步時要求較濃混合氣的工況實現.目前,大部分廠家通過電子油門加速器來緩解油門遲滯,但這種裝置并不能提高發動機性能,改變動力輸出及扭矩等,僅是一個信號的放大器,并且油耗也會隨著加速器的加速而增加。

（3）ETC控制系統存在各種非線性影響,除了彈簧非線性、粘滑摩擦及齒隙非線性等影響外,同時受到進氣流產生的非線性阻尼力以及進氣氣流的不穩定擾流阻矩的影響,導致常規PID控制不能精確地設定反饋的增益,影響控制的精確性。

［1］周云山,鐘勇．農用車電子控制技術[M]．北京：機械工業出版社,2004,7．

［2］隋禮輝．汽車修理工技師、高級技師[M]．2版．北京：中國勞動社會保障出版社,2007,6．

［3］陳越．拖拉機檢測與診斷技術[M]．北京：科學出版社,2009,9．