基于农用车发动机节气门引发的故障研究

陈 毅 雷昌浩 郝 煜

（重庆市经贸中等专业学校，中国 重庆 402160）

0 引言

节气门其实就是常说的油门，由油门踏板控制。用来调节空气的进气量。目前主要有两种：机械节气门和电子节气门（见图1和图2）。机械式节气门通过踩踏油门踏板，带动踏板下与节气门连接的钢索来开闭节气门，这种结构正逐步被淘汰。电子节气门的油门踏板与节气门之间没有传统的钢索连接，而是通过节气门步进进行控制，控制精度更高、改善了油门迟滞现象[1]。

图1 机械节气门

图2 电子节气门

1 节气门种类区分与认识

1.1 机械节气门与电子节气门的区别

拉线油门：传统拉线油门是通过钢丝一端与油门踏板相连另一端与节气门相连，传输比例是1：1的，也就是说油门踏板进多少，节气门就打开多少。

电子油门：通过电缆或线束来控制节气门的开度，从表面看是用电缆取代了传统的油门拉线，但实质上不仅仅是简单的改变连接方式，而是能对整个车辆的动力输出实现自动控制功能。当驾驶员需要加速时踩下油门，踏板位置传感器就将感知的电信号通过电缆传递给ECU电脑，ECU电脑经过分析、判断，并发出指令给驱动电机，并由驱动电机控制节气门的开度，以控制可燃混合气的流量，在大负荷时，节气门开口大，进入气缸内的可燃混合气多，如果使用拉线油门只能脚踩油门踏板的深浅来控制节气门的开度，很难将节气门的开口角度调到能达到理论空燃比状态，而电子油门能通过ECU将传感器采集的各种数据进行分析、比对，并发出指令让节气门执行机构动作，将节气门调到最佳位置，以实现燃料能充分燃烧，提高其经济性。

1.2 节气门的功用

不论是化油器车还是电喷车，节气门的作用都一样，都是控制和调节发动机的进气量，空气由节气门进入气缸后才与柴油混合形成油气混合物。这种方式比较粗放，分配不均，影响排放。而电喷车则是通过节气门附近的空气流量传感器和空气压力传感器提供的电子信号，由行车电脑根据各项参数控制进气歧管内的喷油嘴喷射燃油。空气的进气量决定了油气混合物的进入量,从这个角度来看节气门的开度也决定了混合气的进入量。

2 节气门的常见故障

我们一般可以把节气门常见故障归纳为两大类：一类是硬故障，指的是机械损坏，它包括节气门控制单元﹑节气门电位计﹑节气门位置传感器等；另一类是软故障，通常指的是脏污，失调，它包括空气中的灰尘﹑机油蒸汽等。

节气门出现故障会引发汽车常见的故障[2]，如下：

（1）发动机怠速抖动，无怠速；

（2）发动机加速无力；

（3）发动机怠速时，节气门游动，转速忽高忽低；

（4）发动机加速时，突然紧急制动发动机会熄火；

（5）农用车启动困难。

3 维修实例

3.1 节气门电位计故障

故障现象：一辆2013年久保田M904拖拉机故障灯常亮，怠速在500—800r／min之间游动，油耗明显上升。

故障分析与排除：用诊断仪进行故障记录读取，读取的故障为“节气门电位计故障”。怠速时节气门开度参数为3—4度之间变化。踩下节气门踏板，发现节气门开度参数及节气门电压都随之变化，进行自调节装置初始化后故障灯熄灭，节气门开度、电压、怠速都变为正常值。说明节气门电位计工作组正常，故障为临时性。听车主说此车以前曾因此更换过电动节气门体，之后的一段时间故障在未出现过，所以排除了节气门电位计出现的故障。所以考虑到可能由于发动机线束捅头到节气门体的接触不良，导致电控单元进入降级模式造成故障灯亮怠速上下浮动。更换发动机线束后试车发现故障灯灭，于是得出此类故障是节气门电位计与发动机之间的线束接触不良，更换线束后故障现象排除。

故障总结：此车电位计故障属于临时性故障，对于此类临时性故障我们可以用假设的方法将可能导致故障的原因，由简到繁进行逐一排除，直到找到故障的真正原因排除故障为止。

3.2 节气门故障之脏堵[3]

故障现象：一辆龙工60系列LG860装载机，使用2年，早上启动车在踩加速踏板时感觉发闷。

故障诊断：拉线出现阻滞。因在保修期，我们先为该车更换节气门拉线，但问题并没有得以解决，将节气门体拆下后发现里面有积炭脏圬，用清洗剂将节气门清洗干净，故障消失。

故障总结：因车辆在使用过程中，经空气滤清器流过的细小灰尘与进气管处细微油分相遇并黏附其上，在长期高温条件下逐渐形成积炭和一些胶质物，从而影响了节气门的作动，所以在踩加速踏板时就比较费力了。

4 结论

节气门以后待改进的地方：

（1）形成节气门污垢的原因主要来自机油蒸汽，其次是空气中的微粒和水分，就是说在使用合格空虑且去掉曲轴箱通风管的情况下，节气门赃污速度会慢很多。

（2）车在起步时会产生油门迟滞.起步时需要提供浓混合气,而ECU会根据当前的车速、节气门开度等进行分析,从燃油经济性和排放合理的角度考虑,会限制节气门的打开幅度,同时限制喷油系统进行浓混合气供油,其实就是ECU通过限制发动机瞬时输出功率,这就限制了汽车起步时要求较浓混合气的工况实现.目前,大部分厂家通过电子油门加速器来缓解油门迟滞,但这种装置并不能提高发动机性能,改变动力输出及扭矩等,仅是一个信号的放大器,并且油耗也会随着加速器的加速而增加。

（3）ETC控制系统存在各种非线性影响,除了弹簧非线性、粘滑摩擦及齿隙非线性等影响外,同时受到进气流产生的非线性阻尼力以及进气气流的不稳定扰流阻矩的影响,导致常规PID控制不能精确地设定反馈的增益,影响控制的精确性。

［1］周云山,钟勇．农用车电子控制技术[M]．北京：机械工业出版社,2004,7．

［2］隋礼辉．汽车修理工技师、高级技师[M]．2版．北京：中国劳动社会保障出版社,2007,6．

［3］陈越．拖拉机检测与诊断技术[M]．北京：科学出版社,2009,9．