摘    要

    本论文讲述的是机械汽车节气门与电子节气门的区别以及电子节气门基本结构，工作原理与控制系统。并且运用实例故障进行分析。通过指出传统节气门的弊端指出电子节气门的优势和不足之处，而在种种相比之下可以看出电子节气门的普及是势在必然的。最后希望为大家以后对节气门的认识和理解以及故障排除有帮助。

关键词：节气门   区别   结构与原理   故障排除

绪    论

随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上电子技术的应用越来越广泛，汽车电子化的程度越来越高。汽车节气门俨然成了汽车不可忽视的一部分，我们知道，操纵节气门开度就能控制可燃混合气的流量，改变发动机的转速和功率，以适应汽车行驶的需要。驾驶员通过操作加速踏板来操纵节气门开度。加速踏板和节气门的连接方式有两种：刚性连接和柔性连接。传统油门采用刚性连接，即通过拉杆或拉索传动连接加速踏板和节气门的机械连接方式，因此节气门开度完全取决于加速踏板的位置，即驾驶员的操作意图，但从动力性和经济性角度来看，发动机并不总是完全处于最佳运行工况，而且驾驶员的误操作也给安全性带来隐患。这种传统油门应用范畴受到限制并缺乏精确性，在日新月异的汽车电子技术发展形势下，一种电子油门（ETCS）应运而生。虽说汽车已进入了电子控制的时代。但是技术的革新也为广大的汽车维修工带来了不少麻烦，针对电子节气门检修方法，以下就以奥迪汽车为例针对节气门问题进行说明。

1．节气门种类区分与认识

    我们所说的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：一种是机械式。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。最新的是电子节气门，油门踏板与节气门之间没有传统的钢索连接，而是通过电子传感器进行控制，控制精度更高、改善了油门迟滞现象。

图（1)机械节气门                图（2）电子节气门

1.1节气门的作用

    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，空气由节气门进入后才与汽油混合形成油气混合物。化油器车型的喷油是通过进气管内空气流动形成的负压将化油器内的汽油吸出来，进行混合后进入气缸。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。所以，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。

1.2 机械节气门与电子节气门的区别

   拉线油门：为了实现踩下油门踏板控制节气门的开闭，就需要在油门踏板与节气门之间有联动装置，这套装置就是拉线油门系统。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，它的传输比例是1：1的，也就是说我们用脚踩多少，节气门的打开角度就是多少。
   电子油门：是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，以调整可燃混合气的流量，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，以实现不同负荷和工况下都能接近于14.7：1的理论空燃比状态，使燃料能充分燃烧。

图（3）拉线式节气门                图（4）电子节气门

2．节气门的结构与工作原理

2.1电子节气门系统的基本结构有以下几个部分组成：

    1、 发动机
　  2、 转速传感器
　　3、 节气门位置传感器
　　4、 节气门执行器
　　5、 节气门
　　6、 加速踏板位置传感器
　　7、 车速传感器

    8、 变速器
　　9、 加速踏板
　  10、 节气门电子控制单元（ECU）

              图（5)电子节气门控制系统工作原理

电子节气门控制系统的工作原理如上图所示。加速踏板位置传感器（６）将司机需要加速或减速的信息传递给节气门电子控制单元（10），ECU 根据得到的信息，计算出相应的最佳节气门位置，发出控制信号给节气门执行器（4），由节气门执行器将节气门开到计算出的最佳节气门的开度位置。ECU 通过与其它电子控制单元（如发动机电子控制单元，自动变速器电子控制单元等）进行通讯，ECU 根据得到的节气门位置传感器（3）信息、发动机转速传感器（2）信号、车速传感器（7）的信息对节气门的最佳位置进行不断的修正，使节气门的开度达到司机所需要的理想位置。电子节气门控制系统的最大优点是可以实现发动机全范围的最佳扭矩的输出。

2.2汽车节气门常见故障

   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。

3．开关量输出型节气门位置传感器的检测

3.1结构和电路

开关量输出型节气门位置传感器又称为节气门开关。它有两副触点，分别为怠速触点（IDL）和全负荷触点（PSW）。由一个和节气门同轴的凸轮控制两开关触点的开启和闭合。当节气门处于全关闭的位置时，怠速触点IDL闭合，ECU根据怠速开关的闭合信号判定发动机处于怠速工况，从而按怠速工况的要求控制喷油量；当节气门打开时，怠速触点打开，ECU根据这一信号进行从怠速到小负荷的过渡工况的喷油控制；全负荷触点在节气门由全闭位置到中小开度范围内一直处于开启状态，当节气门打开至一定角度的位置时，全负荷触点开始闭合，向ECU送出发动机处于全负荷运转工况的信号，ECU根据此信号进行全负荷加浓控制。

    图（6）开关量输出型节气门位置传感器的结构与电压输出信号

(a)结构         （b)特性

1.连接器  2.动触点  3.全负荷触点  4.怠速触点

5.控制臂  6.节气门轴 7.凸轮       8.槽

3.2    开关量输出型节气门位置传感器的检查调整

    就车检查端子间的导通性：点火开关置于“OFF”位置，拔下节气门位置传感器连接器，在节气门限位螺钉和限位杆之间插入适当厚度的厚薄规；用万用表Ω档在节气门位置传感器连接器上测量怠速触点和全负荷触点的导通情况。

当节气门全闭时，怠速触点IDL应导通；当节气门全开或接近全开时，全负荷触点PSW应导通；在其他开度下，两触点均应不导通。否则，应调整或更换节气门位置传感器。

4．维修实例：

4.1 奥迪轿车电子节气门检修方法

具体的操作方法：节气门控制单元与发动机控制单元调整为使发动机怠速稳定装置发挥作用，发动机控制单元必须知道节气门控制器V60的止点位置。同时还需要知道节气门控制传感器G127和节气门电位计G69的特性。通常在更换节气门控制单元或发动机控制单元时需要进行调整具体的操作过程如下：
（1）连接电脑解码器，打开点火开关；

（2）选择发动机系统，按[确定]键；
（3）选择基本调整功能，按[确定]键；
（4）输入组号098，按[确定]键。
按下[确定]键后基本调整过程开始，节气门控制器运行到最大、最小开度及中间开度等几个位置。发动机控制单元在存储器内计下多个节气门角度，随后节气门短时间保持在启动位置，然后关闭。节气门控制单元进行基本调整的过程有可能中断，出现这种情况的主要原因有：节气门不能完全关闭（如节气门体脏污）、油门拉索调整不当、蓄电池电压太低、节气门控制单元或导线损坏、在自适应过程中启动了发动机或踏下油门踏板。中断后故障存储器内将存储“基本调整没有完成、基本调整出错”的信息，下次打开点火开关时基本调整将再次自动进行。怠速开关检查：具体操作步骤如下：

（1）连接汽车电脑解码器，打开点火开关；
（2）选择发动机系统，按[确定]键；
（3）选择读取测量数据块功能，按[确定]键；

（4）输入组号098，按[确定]键。
显示区3中应显示“怠速IDLING”，慢慢打开然后再关闭节气门，同时显示区3应从“部分符合”跳变到“怠速”。如果没有出现上述情况，则需拔下节气门控制单元插头，检查导线是否对正极短路或断路，如果导线无故障，则需检查节气门是否脏污或运转是否灵活，然后进行节气门控制单元匹配（操作过程如上所述）。如果节气门控制单元基本调整过程不能启动或不能完成，可以拆下油门拉线，然后再次进行节气门控制单元的基本调整；如果控制单元基本调整还不能完成，则应更换节气门控制单元。

    节气门电位计的检查：节气门电位计的作用是向发动机控制单元中发送节气门位置信号，检查节气门电位计的具体操作如下：
（1）连接修车王sy380电脑解码器，打开点火开关；

（2）选择发动机系统，按[确定]键；
（3）选择读取测量数据块功能，按[确定]键；
（4）输入组号001，按[确定]键

检查显示区3，规定值应为0～5°，然后慢慢将油门踏板踩到底，显示区3的显示值应稳步升高，最终在85～90°之间。如果初始值和规定值都未达到要求，则应检查节气门控制单元电压；如果显示值不变或变化不规律应检查导线连接。

    节气门控制传感器的检查：节气门控制传感器的作用是向发动机控制单元发送节气门控制器（V60）的位置信号。检查节气门控制传感器的具体操作如下：
（1）连接电脑解码器，打开点火开关；
（2）选择发动机系统，按[确定]键；

（3）选择读取测量数据块功能，按[确定]键；
（4）输入组号098，按[确定]键。
显示区2的规定值是0.500～4.900V，如果未达到规定值，应拔下节气门控制单元插头，检测导线间电阻，最大值不应超过1.5Ω；如果导线无故障，则更换节气门控制单元。

4.2 汽车节气门故障之脏堵

故障现象：行使10000km，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。

结论：

    所以我觉得节气门以后须要改进的方面：首先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。曲轴箱内置曲轴，下边连接油底，这部分的工作温度在100°～180°左右。机油在使用中会受热挥发，使用时间越长，温度越高，挥发越强，加上汽缸压缩气多少会通过活塞环的缝隙挤压到曲轴箱里，所以必须有一个通道放掉气体，否则油底会形成正压。曲轴箱通风管连接到节气门的原因一方面是环保要求，另一方面是靠进气的负压从曲轴箱抽出气体。含油蒸汽到达进气管时变冷，其中的油会凝结在进气道和节气门上，随之蒸汽中夹杂的积炭也会沉积在这些部位，因为节气门开启的缝隙空气流量最大，空间小，气体温度也底，所以这部分最容易凝结。

    我会继续努力，学习汽车维修方面的知识以及经验，希望在以后工作中有更大的突破。

参考文献: 

1）赵英勋.汽车检测与诊断技术.北京：机械工业出版社，2008.7

2）张惠群.轿车电控系统典型故障速查快修700.福建:福建科学技术出版社,2003.1

3） 汪立亮.现代电子控制系统原理与维修.北京：电子工业出版社，2003.5

 

第二篇：汽车节气门故障研究