電子節氣門在汽車中的應用

羅　鷹，冒興峰，錢　輝

（南通理工學院 汽車工程學院，江蘇 南通　226002）

電子節氣門在汽車中的應用

羅鷹，冒興峰，錢輝

（南通理工學院 汽車工程學院，江蘇 南通226002）

由于時代科技發展的快速，目前汽車已經放棄傳統的拉鎖式直接控制的節氣門，全部采用電子元件傳感器提供信息給電腦ECU來控制電機來實現節氣門的開啟和關閉，這種形式的電子節氣門在現實使用中能夠使汽車結構更加緊湊合理。文章通過對電子節氣門的構造以及工作原理的介紹，結合平時的學習和積累的經驗，對電子節氣門在發動機中的應用所出現的常見故障進行分析，從而判斷故障點和確定維修方法。

電子節氣門；節氣門控制；節氣門故障診斷

在節氣門體上安裝一個驅動電機，通過ECU來控制電機，從而實施對節氣門開度的大小進行控制。現在幾乎所有的汽車都已經發放棄老式的拉鎖式的節氣門，都采用了電子節氣門，同時油門踏板也采用電子化設計，減少了繁瑣的機械操控。它比傳統式節氣門增加了位置傳感器、電動機和電子控制單元，對節氣門進行精確開度的控制，提高了汽車的使用壽命，減少燃油的消耗，更加經濟，同時也減少了有害氣體的排放，國內汽車也能達到國5標準。對節氣門的開啟速度得到提升，可以得到更好的操控性能，在車輛怠速時更加平穩。

1　電子節氣門控制單元

電子節氣門控制單元的基本結構，如圖1所示。

（1）電子油門踏板 電子油門就相當于一個位置傳感器，它能夠將駕駛員的意愿反應給ECU，再通過ECU來控制節氣門開度。油門踏板控制單元將這一變化轉化為電壓的形式傳輸到ECU電控單元，然后將這一信號給電子節氣門的電機，從而對節氣門的開度大小進行控制。這兩個傳感器在電路連接采用的是反向連接，這兩個傳感器為了加速和減速而設計的。這兩個傳感器共用一個電源和一個搭鐵線，但是采用反向連接，當加速或減速時一個工作另一個不工作（不會產生矛盾）。

（2）ECU電腦是用來接收和發出信號的元件，通過節氣門位置傳感器反饋一個信號來控制噴油量，得到了最終數值后就向節氣門控制單元輸送控制信號，使發動機的燃耗更加充分，也會考慮調整其他信號：空調信號、轉向信號、電子巡航系統等，得出最終的轉矩數值。

（3）節氣門控制單元。插頭是由6個針腳組成：1根正極線提供電源、2個信號線（節氣門位置信號輸出線和反饋線），1根搭鐵線，驅動電機的正、負極線，如圖2所示。

圖2　節氣門控制系統電路圖

（4）機驅動裝置有步進電機和直流電機二種類型。步進電機控制精確度高，定位準確，但是由于步進電機采用的是齒輪角度來控制的，它的角度范圍很大，就會導致工作時反應會有所延遲，所以現代汽車基本采用的是直流電機。直流電動機是小齒輪帶動大齒輪的減速工作原理來實施對節氣門門板的開度控制。

（5）開關信號。一個是制動開關，當踩下剎車后就會將這一信號反饋個電腦，電腦就會提供一個關閉信號給節氣門驅動電機關閉門板，默認為怠速狀態。離合器踏板開關信號向電控系統提供切斷動力信號，離合器踏板踏下后，發動機就會和變速器分離，如果沒有這個信號，這時發動機的扭矩下降而它的供氣、供油量不變。這一信號開關就是將發動機默認為怠速狀態，停止對轉矩的控制。

（6）發動機故障指示燈。在打開點火開關2擋時，發動機故障指示燈會常亮。啟動后，若無故障3s后熄滅。當節氣門電控系統出現當前存在的故障時，儀表上的發動機故障指示燈點亮，提示駕駛人員需要盡快檢查，并且可以將故障碼儲存在電腦中，以便維修人員修理。

2　電子節氣門常見故障

（1）傳感器滑片與電阻接觸不良。傳感器接頭有腐蝕，接觸不良，就會出現電壓偏低或者短路等現象。

（2）怠速游車。當節氣門位置傳感器出現故障時，EUC就不能接受到節氣門的開度信號，系統就會默認一個開度值進行對噴油量的一個控制，就會導致混合氣過稀或者過濃，從而就會出現怠速時游車現象。如果某一樣介質高于最大值時，還會出現啟動困難或者啟動后怠速過低導致熄火。

（3）起步發闖。由于節氣門體內容易產生積碳或者油泥，就會導致鍍膜失效，從而阻值就會發生變化，造成輸出信號的電壓不準確，車輛在起步時就會出現起步發闖，嚴重的話還會出現熄火的現象。

（4）節氣門堵塞或者門板處積炭過多。發動機在正常運轉時，油底殼里的廢氣是肯定有的，尤其是使用低端的機油。曲軸箱廢氣系統有一部分是和節氣門是連接到一起的，廢氣就可能從那小孔回穿到節氣門前。當發動機在高速運轉時，機油溫度十分高，機油廢氣就會從氣門處竄到進氣歧管，然后到達節氣門體內。在怠速下，這些廢氣在進入進氣道時會逐漸降溫直至最后溫度過低，機油廢氣就會液化最終變成油膜沉積在節氣門里。由于油膜具有吸附作用，在進氣的時候難免有雜質會進入，導致節氣門堵塞。

3　電子節氣門故障分析

（1）故障分析一：一輛朗逸轎車在等待紅路燈時，車輛怠速不穩定，出現游車現象，轉速最低達到300r/min，最高達到1200r/min，有時還會出現熄火的現象。重新啟動發動機后，發現儀表臺上的EPC燈常亮。初步判斷是燃油管堵塞或者泄露，環車檢查后并沒有聞到汽油味，用燃油壓力表檢測后壓力正常，噴油嘴也正常，燃油供給系統無故障；檢查進氣軟管和真空管，均無漏氣、堵塞現象。用故障診斷儀檢測，發現存在一個故障代碼，節氣門增壓器壓力過低（靜態，當前存在）。檢查增壓空氣軟管是否存在脫落、損壞導致漏氣而使壓力過低。經檢查軟管連接處正常，沒有出現脫落、破損的現象。排除增壓軟管出現的問題。觀察數據流發現空氣流量傳感器的數據與節氣門的數據不能匹配，節氣門的開度在2°～4°之間時，進氣流量在9g/s，就會出現節氣門增壓器壓力過低。當空氣流量傳感器檢測到進氣量增到，而增壓壓力傳感器檢測到的壓力并沒有隨著進氣壓力的增加而增加，故障產生，ECU就會儲存當前存在的故障代碼。據分析，出現這種故障可能是節氣門本身損壞，使過多的增壓空氣進到進氣歧管道中。拆下節氣門前的進氣軟管后，輕輕地用手推動門板，發現門板與節氣門體之間的間隙過大，節氣門內部因進機油導致損壞，節氣門需要更換。更換好新的節氣門后對節氣門進行校準，重置匹配后啟動發動機，故障現象消失，用檢測儀檢測，故障代碼當前不存在，清除故障碼，故障燈熄滅，發動機狀況正常。

（2）故障分析二：車輛在正常行駛過程中，有時松下油門踏板后，車速沒有下降，有時踩下踏板，車速沒有上升。初步懷疑是油門踏板損壞，打開點火開關2檔，踩下油門踏板，節氣門可以打開，但有時會卡死。油門踏板正常，故障鎖定踏板位置傳感器。用故障診斷儀檢測并沒有發現關于油門踏板傳感器的故障代碼，油門踏板傳感器沒有故障。然后檢查節氣門插頭是否損壞。檢查后發現插頭無松曠，線路正常。拆下節氣門，推動門板，推到一定位置時節氣門卡死。拆開節氣門體后發現步進電機齒輪損壞，導致節氣門開度到一定值時會卡死。由于節氣門和電機是一體的，拆解后不能再組裝，就更換了新的節氣門，啟動發動機，來回踩下油門踏板幾次，沒有出現卡死現象，發動機運行正常。

Application of Electronic Throttle in Automobile

LUO Ying，MAO Xing-feng，QIAN Hui
（Automotive Engineering School，Nantong Technology Institute，Nantong，Jiangsu 226002，China）

Due to the rapid development of modern science and technology，the current car have given up the traditional zipper type direct control of the throttle，and used electronic sensors to provide information to computer ECU to control the motor to achieve the throttle opening and closing，which can make cars with more compact and reasonable structure.Through introduction of the electronic throttle control structure and the work principle，combined with the usual of learning and the accumulation of experience，the paper analyzes common breakdown of electronic throttle in engine application so as to judge fault point and determine the maintenance method.

electronic throttle；throttle common fault；throttle fault diagnosis

U463.6

A

2095-980X（2016）07-0020-02

2016-06-17

羅鷹（1972-），男，江蘇南通人，講師，主要研究方向：汽車工程。