發動機加速操縱系統調試工藝方法研究

盧雪

摘 要：汽車加速操縱系統包括機械式和電子式兩種。本文研究了重型汽車機械式加速操縱系統的結構與功能，由于該加速操縱系統結構較復雜，導致發動機油門操縱調整具有一定難度。本文根據發動機油門操縱的結構原理，提出了機械式加速操縱系統的調試方法及要求，給出了具體的調試工藝，為汽車加速操縱系統發動機怠速調整、發動機最高轉速調整、變矩器開鎖轉速調整提供了方法支持。本文針對使用過程中出現的故障現象，進行了加速操縱機構常見故障的原因分析，并總結了安裝及使用過程中的注意事項。

關鍵詞：發動機 加速操縱系統 調試工藝

Research on Debugging Process Method of Engine Acceleration Control System

Lu Xue

Abstract：Automotive acceleration control systems include mechanical and electronic. In this paper， the structure and function of the mechanical acceleration control system of heavy vehicles are studied， and the engine throttle control adjustment is difficult due to the complex structure of the acceleration control system. According to the structural principle of engine throttle operation， this paper puts forward the debugging methods and requirements of the mechanical acceleration control system， and gives the specific debugging process， which provides method support for the engine idle adjustment， engine maximum speed adjustment， and torque converter unlocking speed adjustment of the automobile acceleration control system. In view of the fault phenomena that occur during use， this paper analyzes the causes of common faults of accelerated control mechanisms， and summarizes the precautions during installation and use.

Key words：engine， acceleration control system， commissioning process

1 概述

汽車加速操縱系統是指駕駛員為操縱汽車運行，調整發動機混合氣（或燃油）供給量，以改變發動機輸出功率的一套機構[1]。加速操縱系統根據控制方式的不同分為機械式和電子式兩種，電子式加速操縱系統無需拉線總成，機械式加速操縱系統需設置加速拉線。電子式加速操縱系統的加速踏板上安裝有位移傳感器，當駕駛員踩踏加速踏板時，ECU會采集踏板上位移傳感器的開度變化以及加速度，根據內置的算法來判斷駕駛員的駕駛意圖，然后向發動機節氣門的控制電機發送相應的控制信號，從而控制發動機的動力輸出。機械式加速操縱系統在汽車加速時，駕駛員踩下加速踏板，帶動油門軸總成轉動，牽引油門拉索，油門拉索與發動機油門搖臂相連，油門拉鎖牽引發動機油門搖臂，發動機油門搖臂被油門拉鎖牽引后，產生轉動，調整供油量，使車輛加速。車輛加速后，駕駛員松開加速踏板總成，在彈簧的拉力作用下，油門軸總成、油門拉索、油門搖臂返回到初始位置。本文主要研究機械式加速操縱結構。

機械式加速操縱系統需要實現以下兩個功能，一是滿足發動機的怠速和最高轉速的要求，二是滿足變扭器開鎖轉速要求。怠速一般是指發動機在對外無功率輸出的情況下以最低轉速運轉，此時氣缸內燃燒氣體所做的功，只是用以克服發動機內部的阻力，使發動機保持最低轉速穩定運轉。發動機怠速的實現，需要通過加速操縱系統來進行控制。怠速運轉是發動機的一種比較特殊的工作狀況。從某種意義上說，怠速運轉是一把“雙刃劍”，一方面它既是必不可少的一種工況，能夠節省燃油消耗。另一方面，如果運用不好，發動機會出現諸如冒煙、敲缸和游車等現象[2]。重型汽車上多采用WSK系統與全同步多擋變速器組成的液力機械變速器。WSK系統由鎖止離合器、變矩器、滑行單向離合器和換擋離合器組成。變矩器開鎖轉速的控制，需要通過加速操縱系統來實現。汽車起步或在壞路面條件下行駛時，鎖止離合器分離，變矩器起作用，以發揮液力傳動自動適應阻力變化的優點。鎖止離合器為多片式液壓離合器，通過壓力油操作，功用是閉鎖變矩器[3]。當汽車在良好路面上行駛時，泵輪與渦輪之間的轉速差減小。此時鎖止離合器接合，變矩器不起作用而轉為機械傳動，這樣可以充分發揮機械傳動效率高的優點。

發動機怠速的實現，發動機最高轉速的實現以及變扭器開鎖轉速的實現均離不開加速操縱系統的正確調試。本文說明了機械式加速操縱系統的結構與功能，對于機械式加速操縱系統的調試，給出了具體的調試工藝方法。

2 機械式加速操縱系統的結構與功能

機械式加速操縱系統通過油門拉線拉動發動機的油門操縱機構（汽油機的節氣門，柴油機的調速器搖臂）來控制發動機的轉速，進一步控制油泵的供油量，從而適應汽車各種工況。機械式加速操縱系統包括兩種操縱機構，一種是由腳來操縱的機構，稱為腳油門，另一種是由手來操縱的機構，稱為手油門。在實際車輛運行時，駕駛員對腳油門的操縱頻率高于對手油門的操縱頻率。機械式加速操縱機構示意圖如圖1所示。

某重型汽車加速操縱系統的腳油門機構主要由踏板、油門軸、油門限位裝置、跳合開關、油門鎖止缸、油門拉線等組成。加速踏板安裝在駕駛室前圍上，和油門軸連接在一起。油門軸焊合由油門軸和油門軸搖臂兩部分組成，油門軸穿過發動機罩，一端在駕駛室內和加速踏板連接，另一端安裝有油門拉線。油門拉線一端連接油門軸另一端連接發動機油門搖臂。油門搖臂穿過發動機油門軸，和發動機油門軸螺接連接。怠速支架固定在發動機排氣管處。怠速支架和油門搖臂之間安裝有長螺栓及鎖緊螺母，調試過程中調整長螺栓長度使其頂住油門搖臂，以實現發動機怠速要求。當踩下油門踏板時，油門軸焊合轉動，油門軸上的搖臂拉動油門拉線，帶動發動機上的油門搖臂運動，調速器可以根據發動機的負荷變化而自動調整供油量，可以保證發動機的轉速穩定在很小的一個范圍內變化，這樣便實現了控制發動機供油量的目的。當汽車加速時，加速踏板被踩下，油門拉線受拉，油門搖臂向供油量增加方向移動；在車輛加速后，放松加速踏板，在回位彈簧的拉力作用之下，發生移動的部件都將回到原處，油門拉線還原，油門搖臂向供油量減小方向移動。

油門拉線的常見結構如圖2所示。拉線總成一般由連接件、芯線接頭、芯線、防塵套、護管接頭、護管、調整螺母等組成。護管對芯線起保護作用，防塵套起密封作用，防止粉塵、雨水等進入護管內部。鋼索上凃有潤滑脂，保證鋼索在拉動過程中能操縱自如。

拉線只能受到拉力，不能承受推力，是拉線結構的重要特征。因此，須保持拉線始終處于伸張狀態，并有靈活的拉動和回位能力，這樣不僅可使油門踏板的空行程減小，而且改善油門拉線的使用狀態，降低油門拉線故障率。由于駕駛室與發動機之間距離較大，故油門拉線行程較長，在駕駛室與發動機之間設置有拉線支架，起到油門拉線支承作用。在油門軸和油門支架之間安裝有回位彈簧，松開油門踏板時，實現加速操縱系統的復位。在汽車行駛過程中，改變柴油發動機功率是通過改變供油量來實現的，這樣駕駛員便可以通過腳油門操縱系統來實現發動機的各種轉速，從而順利的駕駛汽車，適應各種路況[4]。

當加速踏板踩到底時，油門軸的搖臂觸發跳合開關，變矩器的鎖止離合器打開，變矩器開始工作。當發動機與變速器直接作機械連接，而路面條件又要求換入低速擋時，駕駛員可將加速踏板踩到底，接通跳合開關。此開關立即切斷對鎖止離合器的供油，WSK系統即處于變矩器工作狀態，使變速器的輸入轉矩增加而無需換擋，從而減少換擋次數[5]。

油門鎖止缸是變速箱換擋離合器的保護裝置，當踩下離合踏板后，油門鎖止缸將頂起油門軸搖臂，將發動機轉速限制在怠速，防止離合器超載。

某重型汽車加速操縱系統的手油門操縱機構主要由油門手柄，棘輪，油門拉線等組成。油門手柄和棘輪安裝在駕駛室內，油門拉線連接油門手柄和油門軸。手油門操縱系統主要在汽車長時間保持一個速度行駛的情況下使用，或在需要用發動機取力時使用。車輛啟動后，在行駛過程中，把油門保持在一個位置，使車輛平穩行駛。駕駛員轉動油門手柄，手柄帶動油門拉線，油門拉線來控制發動機油門搖臂，棘輪則用來實現油門手柄在各個位置的鎖止，以實現油門能長時間的保持在一個狀態，駕駛員不用一直踩著油門踏板，避免駕駛員疲勞。

3 機械式加速操縱系統調試工藝方法

3.1 怠速調整

首先調整手油門，將發動機轉速控制在怠速要求范圍內，調整怠速支架的長螺栓使其頂住油門搖臂，并鎖緊固定螺母。若將長螺栓調至最低，發動機轉速仍超過規定范圍，則需要將發動機油門軸夾住，松開油門搖臂上的緊固螺母，將油門搖臂向前旋轉適當角度后，把油門搖臂上的螺母重新擰緊。然后調整手油門，將發動機轉速控制在怠速要求范圍內，調整怠速支架上的長螺栓至其頂住油門搖臂，并鎖緊固定螺母。

然后將手油門復位，調整手油門拉線和油門拉線，使兩根拉線處于拉直狀態，且油門軸焊合最下端頂至限位座，并將拉線螺母鎖緊。其中油門拉線合理的走向布置，應該是油門拉線處于拉直狀態，無折彎、扭曲現象，保證拉線在拉動過程中平穩流暢，輕松自如，降低拉線失效率。

3.2 發動機最高轉速和變矩器開鎖轉速調整

調整手油門，將發動機轉速調整至變矩器開鎖轉速，跳合開關接通。當跳合開關行程壓縮至最低時，發動機達到最高轉速，同時調整加速鎖止缸調節塊，使其在最高轉速時距離油門軸焊合的距離在1mm左右。如此可以實現當需要換擋時，踩下離合踏板后，油門鎖止缸頂起油門軸搖臂，從而將發動機轉速限制在怠速，對變速箱換擋離合器起到保護作用。調試完成后鎖緊跳合開關螺母，并鎖緊調節塊螺母。

調試完成后，發動機怠速運行約3分鐘，觀察怠速是否在技術要求的范圍內，若不在，則重復上述調試步驟。怠速正常后，將發動機熄火，油門調試過程結束。

4 加速操縱機構的安裝及使用過程中注意事項

機械式加速操縱機構通過駕駛員控制油門踏板的踩踏量，經過油門拉線帶動油門軸轉動，來調節噴油量的多少。這種結構形式在重型汽車上應用廣泛，但普遍存在以下不足：

（1）踏板作用力相對較大，操作時費力，加重了操作人員的勞動強度，駕駛員易疲勞，對駕駛舒適性造成影響。

（2）油門拉線是油門踏板和發動機油門搖臂之間的連接紐帶，使用頻率非常高，如果拉線的結構和布置設計不當，容易產生故障。另外，油門拉線暴露在駕駛室外，嚴重受到外界氣候和作業環境影響，容易出現氧化生銹、潤滑脂干涸等不良情況，進一步引發各種故障，油門拉線的常見故障主要有發卡、斷裂、磨損及破損等。其中發卡和斷裂在油門拉線的失效率中所占比例較大。

（3）由于油門拉線布置在駕駛室下方、車架上方，兩者之間空間有限，維修作業空間受到限制，維修不方便。

為減少上述不足對加速操縱系統使用的影響，在機械式加速操縱機構的安裝及使用過程中應該注意以下事項：

（1）手油門在起始位置時，油門拉線應處于自由的狀態。手油門手柄在駕駛室內固定牢固、無松動現象。在使用過程中，手柄應調整順暢，不卡滯、不沉重。

（2）油門拉線走向應布置合理，拉線理順且處于拉直狀態，無折彎、扭曲現象，保證拉線在拉動過程中輕松流暢，操縱自如。

（3）油門拉線鋼索護套內涂潤滑脂。油門拉線卡滯，回位不暢、回位緩慢的現象時有發生，油門拉線涂抹潤滑脂是重要的影響因素。在安裝過程中，應檢查油門拉線潤滑脂是否充足，若缺少應及時補充潤滑脂，避免缺少潤滑形成干摩擦。在安裝過程中，檢查油門拉線兩端防塵套密封性，若油門拉線防塵套密封不良，應及時更換。若油門拉線防塵套密封性差，有灰塵、泥沙等進入護管內，增加摩擦阻力，阻礙鋼索的正常拉動。油門拉線潤滑脂的選用應滿足以下性能要求：摩擦系數小，潤滑力強；抗磨性能好；工作溫度范圍廣，拉鎖總成應能在-40℃～75℃環境溫度下正常工作；良好的高、低溫穩定性能和抗氧化性能；良好的抗水和抗腐蝕性能。

（4）安裝過程中注意油門拉線兩端固定螺母的擰緊力矩要求，以及拉線在支架上固定點的擰緊力矩要求，避免拉線端部和拉線固定點脫落，油門拉線與其他零部件發生摩擦，導致油門拉線磨損失效。

（5）當用手油門控制發動機轉速時，須踩油門踏板使發動機保持一定的轉速，再將油門手柄調整到合適的位置。禁止在不踩腳油門踏板的情況下使用手油門。

（6）發動機油門在使用過程中，正確的運用油門大小對延長發動機使用壽命、降低油耗等有很多好處，油門使用過程中要注意以下幾點：

①柴油機啟動后，應怠速運轉幾分鐘，待機溫升高后再加油運轉，如果一啟動就以大油門運轉，不但費油而且易導致發動機冒黑煙。

②發動機運轉過程中油門不宜忽大忽小，如果突變油門，會加速活塞連桿組的磨損。行駛過程中突然加大油門，不但易引起離合器打滑，發動機抖動，導致傳動系統零件損壞，如齒輪打齒、軸類零件斷裂等故障，還會因燃油與空氣混合不均勻，燃燒不完全，引起作功不穩定，功率下降，油耗增加，潤滑油質量變差等不良情況的發生。

③忌換擋時不減油門。換擋時不減油門會導致變速箱內齒輪打齒、換擋困難。因而在換擋時應適當減小油門。

5 結束語

本文研究了機械式加速操縱系統的結構與功能，指出了重型汽車加速操縱系統中需要調試的三個方面，包括發動機怠速調整、發動機最高轉速調整和變矩器開鎖轉速調整，并提出了具體的調試工藝，為汽車加速操縱系統的調試指明方向并提供了方法支持。針對使用過程中的故障現象，本文進行了加速操縱機構常見故障的原因分析，并總結了安裝及使用過程中的注意事項。

參考文獻：

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