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標題：關鍵詞：怠速控制、步進電機、工作原理、故障
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摘要本文簡要介紹電控發動機步進電機式怠速控制系統的工作原理，並結合實際情況，例舉二類常見的怠速控制系統的故障，並對每種故障的型別通過實際案例加以分析和故障總結，還提出自己對於怠速系統故障處理的方法。
關鍵詞：怠速控制系統、步進電機、工作原理、故障
前言：怠速是指節氣門關閉，加速踏板完全鬆開，且發動機對外無功率輸出，並且保持最低轉速穩定運轉的工況。怠速控制系統是當代電噴發動機控制中的乙個重要組成部分。
怠速工況的控制效能反應了一部車的技術性、穩定性、動力性、經濟性、排放性等各種技術指標。在汽車使用中，發動機怠速運轉的時間約佔30%，怠速轉速的高低直接影響燃油消耗和排放汙染。然而，在我國汽修行業中，怠速工況下的故障率及與怠速控制有關的各種故障率遠大於其他工況的故障率。
這種故障現象千奇百怪，造成的故障原因也是多種多樣。怠速控制中的問題確確實實給我們汽車維修人員帶來不小的困難，如何對待，如何分析，如何檢測和排除怠速控制中所發生的各類故障，應是我們每個維修人員值得總結和**，研究和交流的乙個重要課題。
正文傳統的化油器採用單獨的怠速系統是由怠速空氣量孔與怠速孔共同調節，以**怠速時較濃混合氣，保持怠速工況的穩定。但是這種機械的調節方式無法滿足發動機在複雜的外界條件下保持怠速時，排放良好的目標。而電控發動機在怠速工況保證符合發動機排放要求且運轉穩定的前提下，盡量使發動機的怠速轉速保持最低，以降低怠速時的燃油消耗量。
除了將怠速轉速適當的提高以降低排放外，還可以通過調整空氣量和噴油量的匹配將怠速轉速控制在乙個比較穩定的水平，這樣才能適應複雜的使用環境。
一、步進電機式怠速控制系統
1、結構和原理
步進電機式電控怠速控制系統的結構，主要由感測器、ecu、步進電機式怠速控制閥組成。感測器檢測發動機的執行工況和負載裝置的工作狀況，ecu則根據各種感測器的輸入訊號確定乙個怠速運轉的目標轉速，並與實際轉速進行比較，根據比較結果控制步進電機怠速控制閥工作，以調節進氣量，使發動機的怠速轉速達到所確定的目標轉速。採用轉速反饋控制方式提高控制精度，為了避免怠速反饋控制與駕駛員通過油門踏板動作引起空氣量調節發生干涉，怠速控制系統中，ecu需要根據節氣門位置訊號和車速訊號等對怠速狀態進行確認，所以只有在節氣門全關、車速為零，怠速狀態確認情況下才進行怠速反饋控制。
2、步進電機式怠速控制閥
步進電動機型怠速控制閥有一內建步進電動機，發動機怠速運轉時，ecu根據各種感測器訊號控制步進電動機順時針或逆時針方向轉動轉子，使控制閥移進或移出，增加或減小控制閥與閥座之間的間隙，以調節允許通過的空氣量。
步進電機式怠速控制閥由永久磁鐵構成的轉子、線圈構成的定子和將旋轉遠動變成直線運動的進給運動的進給絲槓及閥等部分組成。它利用步進轉換控制，使轉子可順時針也可逆時針旋轉，從而使閥芯軸向移動，改變閥與閥座之間的間隙以達到調節旁通空氣道的空氣量
其轉子由永久磁鐵構成，n極和s極在圓周上相間排列，共有8對磁極（極數視發動機而異）。定子由a、b兩個定子組成，其內繞有a、b兩組線圈，線圈由導磁材料製成的爪極包圍。每個定子各有8對爪極，每對爪極n極和s極相差乙個爪的差位，組成一體安裝在外殼上。
爪極的極性變換由微機控制裝置輸出的控制定子相線繞組的電壓脈衝決定：a、b兩定子繞組分別由1、3相繞組和2、4相繞組組成，由ecu內電晶體控制搭鐵，欲使步進電機正轉，相線控制脈衝按1-2-3-4相順序依次遲後90°相位角，定子上n極向右運動，轉子正轉。反之，欲使步進電機反轉時，相線控制脈衝按1-2-3-4相順序依次超前90°相位角，定子上n級向左運動，轉子隨之反轉，如圖3所示。
3、怠速控制原理
步進電機式怠速控制系統的控制電路如圖4所示，ecu依一定順序使t1—t4三極體適時導通，分別向步進電機的四個線圈供電，由於與轉子磁場間的相互作用（同性相斥，異性相吸），驅動轉子旋轉，調節旁通空氣道的開度，從而調節旁通空氣量。
二、怠速控制系統故障分析與檢測
1、怠速過高的故障分析與檢測
怠速轉速偏高故障，從根本上講是怠速工況進氣量過多而且過多的進氣量是經過空氣計量的，從而噴油量隨之增加。也就是說，實際進入發動機的混合氣的量值在增大，燃燒動力增強，而導致怠速轉速公升高。
例項：一輛凌志ls400因怠速過高進廠檢修，試車中，怠速轉速高達1500r/min居高不下，調碼「22—水溫訊號不良」。繼續讀取資料流水溫為39℃，當前發動機溫度已超過80℃，明顯感測器訊號不良，檢測水溫感測器電阻為300ω左右，說明感測器正常，符合當前溫度的電阻。
繼續檢查插頭時，有水鏽，接觸不良造成電阻過大，訊號過大。由於水溫感測器報告的是冷車，ecu始終指令步進電機開大進氣量，做到冷車快怠速控制。經處理，溫度顯示正常，但怠速還是居高不下。
讀取資料流，步進電機在啟動由125步逐步降至0步，說明電機已完全關閉，怠速下已無空氣進入歧管，可為何怠速轉速又很高？分析認為一定有漏氣，這部分漏氣一定經空氣流量計的測量，能被空氣流量計感知的漏氣一定是內漏。於是重點放在節氣門檢查上，取下節氣門進氣管，發現邊緣有縫隙，重新調節節氣門固定螺絲，重新調節節氣門位置感測器，故障消失。
怠速轉速750r/min，步進電機步數為24步，一切正常。
總結：此車怠速轉速過高的原因有兩個：一是水溫訊號錯誤；二是節氣門體漏氣。
由於漏氣是主要問題，它掩蓋了水溫訊號不良的問題，如果檢查順序反過來將是另一種現象出現。如果先檢查處理節氣門漏氣故障後，怠速轉速不會恢復到目標轉速，可能還要保持在900~1000r/min上，因為冷車需要快怠速。當再處理水溫訊號不良時，怠速才會真正恢復標準轉速。
2、怠速轉速過低故障分析與檢測
怠速轉速過低現象往往並存著怠速抖動、熄火等現象，其根本原因是缸內燃燒作功不足。混合氣過濃將使缸內燃燒不完全、不穩定，而使發動機動力下降；混合氣過稀將使缸內燃燒緩慢，以致使發動機動力不足；混合氣質量變差，同樣使燃燒作功不足，如冷卻水滲漏、油質不佳等；混合氣量值不足也是燃燒作功不足的原因。
例項：一輛凌志ls400v8發動機，故障現象為怠速不穩，轉速過低，但加速較正常。
故障診斷：此車發動機配置l型卡門漩渦式空氣流量計，首先測其訊號為怠速下20hz，稍有偏低，加速到2000r/min時，訊號為70hz，基本正常，測量系統油壓為270kpa，正常。測量岐管真空度為45kpa（標準50—70kpa），明顯真空度偏低，有真空漏氣的可能。
將所有真空管逐一檢查未發現問題，用清洗劑噴塗檢查時發現乙個噴油器處有氣泡現象。取下所有噴油器檢查發現密封圈有不同程度的破損老化，更換密封圈後裝複試車，怠速轉速上公升至760r/min，一切恢復正常。
故障總結：對於l型發動機，由於真空漏氣使一部分氣體未經空氣流量計測量，噴油量未增加，造成混合氣過稀，導致燃燒作功不足，發動機轉速下降而抖動。小部分漏氣只影響怠速轉速，如若用資料觀察時發現步進電機的步數增加到最大，這是因為轉速受混合氣過稀的影響而下降，ecu指令開大怠速時的進氣量來提高怠速轉速，然而過稀的混合氣對於調節步進電機的開量是無濟於事的。
當真空漏氣過大時，將影響著車，影響加速動力。如果真空漏氣部位在節氣門前，它不影響怠速工況，但影響起步工況，這是因為怠速時步進電機控制進氣量，漏氣受到限制而起步時在慢開節氣門情況下漏氣大量湧進節氣門空氣未經計量，導致混合氣過稀使發動機負荷增大，導致起步易熄火。
混合氣過稀不但影響怠速轉速，同樣影響其加速，有時也影響起步。漏氣現象普篇存在，它是l型發動機產生混合氣過稀的一大原因，應注意檢查漏氣部位及大小，這對分析怠速不穩故障是有幫助的。
三、結束語
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