控制阀波形分析一.pdf

4 6控制阀波形分析1 、怠速控制( I A c ) 电磁阀怠速控制器被应用在许多机械和机电装置中，在电控发动机管理系统中，电子控制已取代了老式自动调温塞式、石蜡式、真空罐式等类似装置的位置由于电控怠速控制器可以有效地防止怠速时失速，从而增强怠速的稳定性，使发动机可以保持尽可能的稳定转速而不熄火，甚至在打开空调机、发电机、动力转向等附属设备对发动机增加负载时，也可以尽可能地保持其怠速稳定性怠速控制器包括电磁阀式( 如在大多数福特车上) ，旋转马达式( 欧洲博世B O S C H ) ，另一些是直流步进电机式( 在大多数通用、克莱斯勒汽车上) 虽然型式较多，但它们几乎都是由控制电脑改变信号幅值或脉冲宽度来最终控制怠速运行的怠速由发动机转速传感器来检测，以便使控制电脑控制怠速在预先程序设定的保持范围内另外，控制电脑还会从诸如空调压缩机的开关、电瓶充电指示、动力转向开关和空挡／停车挡开关等附属设备中接受数字开关量输入信号，每个开关都会触发预先设定的怠速补偿程序并传送给怠速控制器当节气门关闭、发动机转速降到最低值以下或欲稳定车速时，通常怠速控制系统开始起作用，其原理是电控怠速器使一部分空气绕过节气门进入发动机，产生类似于微微打开节气门的效果。

图2 怠速空气控制阀试验方法：使发动机怠速运转，并将附属设备( 空调、风扇、雨刷) 打开或关闭如果该车装有自动变速器，那么请在停车挡与前进挡之间切换，以便改变发动机负荷，引起发动机控制电脑给怠速控制器的输出信号改变波形结果：确认对各种怠速补偿模式波形( 见图1 ) 的幅值、频率、形状、脉冲宽度等判定性尺度都在正确的范围内，并且有可重复性和一致性确认当控制电脑命令信号改变时，电磁阀有无反应，并且发动机转速是否也跟着改变，观察下列情况的出现：当附属电气设备开关开启或闭合时，或变速器出挡或入挡时，控制电脑的怠速控制输出命令将随之改变即怠速控制阀应开、闭节气门旁通道以使怠速改变若怠速不变，则首先应怀疑怠速控制器损坏或节气门旁通通道阻塞等在诊断怠速控制阀和控制电路之间，应先确定节气门开关是否自如，最低怠速是否符合汽车制造厂商的标准，然后检查真空是否泄漏，因为它们都会使怠速控制系统出问题怠速控制马达( G M )汽车测试数据C H l5 V ／d ．v D C 5 m s ，d i v测试项目：怠速控匍J 电磁阀说明：急加速时进行测试记录年代：1 9 9 0厂牌：C h e v r o l e t 车塑：S u b r b a n m k u p发动机排量：5 ．7 L燃油系统：单点喷射身份证：l G N E R l 6 K X L F l X X X X X电脑脚线颜色：C 5 蓝／自线测试方法：发动机运转转速：急加速发动机温度：正常工作温度真空：1 0 ．2 ～8 1 ．4 k P a 发动机型号：L 3 G 5 7 T 趼Y A 4燃油蒸气污染控制系统：L F 03 C行驶里程：9 6 1 5 9 k m图1 控制电脑发出脉冲宽度调制信号去调节怠速空气控制阀2 、混合气控制电磁阀选通用公司的混合气控制阀为例子是因为它应用比较广泛，只是与其它反馈式化油器混合气控制波形在外观上略有不同，但它们的信号却都显示出相同的判定尺度，并以十分相象的形式出现( 见图3 ) 。

在化油器燃油反馈控制系统中混合气控制信号是最重要的输出信号，在通用汽车上，混合气控制电磁阀汽车测试数据测试项目：混合气控制电磁阀说明：适当调整化油器的调整装置年代：1 9 8 4 厂牌：0 1 d s m o b m车型：D e t t a8 8发动机排量：5 ．0 L燃油系统：反馈化油器身份证：1 G 3 A Y 6 9 Y l E X 4 X X X X X电脑脚线颜色：18 蓝线( 绿线在诊断座上)测试方法：发动机运转转速：怠速发动机温度：正常工作温度真空：7 7 k P a发动机型号：E 3 G 5 0 v 4 N L A X燃油蒸气污染控制系统：4 8 43 A行驶里程：1 6 8 0 8 7 k m图3 控制电脑改变信号占空比去控制燃油混合比，当 控制电脑关断电磁阀时线圈磁场变化产生高压尖峰， 这就像点火线圈产生对火花塞点火的火花一样混合比得到调节，并且大多数反馈式化油器系统都以多种方式工作，而混合气控制开启时间的长、短意味着发出的变稀或加浓的} 昆合气命令一般来讲，如果发动机控制电脑发出的控制命令其占空比在大于5 0 ％的范围上、下波动，则说明系统被控制在混合气较稀的状态下，从而起到对混合气长期偏浓的补偿作用( 例如化油器浓调整) 。

相反，如果发动机 图4 混合气控制电磁阀控制电脑发出的控制命令其占空比在小这个控制电路的脉冲大约每秒1 0 次，每于5 0 ％范围内波动，则说明系统被控制个单独脉冲( 脉冲宽度或开启时间) 的变化，一般依据此时燃油混合气的需要而定在通用汽车中，这个控制电路将控制在化油器中处于低位置( 稀位置) 的主喷量孔针阀每次脉冲的时间在其它系统中，混合气控制电路控制的是渗汽电磁阀，当该电磁阀动作时一部分空气将进入主量孔通道或进入管道使混合气变稀，从而使燃油在混合气较浓状态下，从而起到对混合气长期偏稀的补偿作用( 例如真空泄漏) 在执行这个化油器混合气调整程序之前，先要确认氧传感器的工作是否正常试验方法：起动发动机并定速运转在2 5 0 0 r ／m i n约2 ～3 分钟时间，宜到发动机充分暖机，燃油反馈控制系统进入闭环，上述过程可以根据从示波器中观察到的氧传感器信号来确认关闭所有附属电气设备，确认汽车处于停车挡或空挡，按照推荐的维修步骤对被检修的化油器进行( L e a n s t o p ) 、空气泄漏和怠速混合比调节波形结果：当主喉管量孔油路( 1 e a n s t o p 、空气泄漏等等) 或调整适当时，混合气控制信号占空比就会在大约5 0 ％左右波动，占空比可用示波器上的游标来检查或根据波形显示的标定来分析，汽车示波器可博世频率空燃比调整阀汽车测试数据F R E Q = 7 0 ．2 H z只有当氧传感器D U T Y = 5 0 ．1 ％i r ，苎} 口斗- ，卜白导淘n M A X = 8 4 ．6 V』L 巾H 1 ’，J 日5 侨， 试／调整这个电路D r 、^ ^ - 映tr u w I 促巾UP c M 控制l电路开启 琴乏皇路差闭：fV l r／＼L 一—一_示波器在这点的上升沿触发C H l博世( B O S C H ) C I S 频率阀在空燃比1 0 v ／d i vD C调整适当时，信号波形的占空比应在 2 m s ／d i V5 0 ％左右循环。

测试项目：博世频率空燃比调整阀说明：完全暖车时且w ／A C 关闭，进行测试记录年代：1 9 8 8厂牌：W o l k s w a g e n车型：C a b r i o l e t发动机排量：1 ．8 L燃油系统：连续燃油喷射 身份证：W V W C A O l 5 3 J K O X X X X X电脑脚线颜色：1 5 褐／蓝线在频率阀上测试方法：发动机运转转速：怠速发动机温度：正常工作温度真空：6 4 ．4 k P a 发动机型号：J V W l 8 V 6 F A B 8燃油蒸气污染控制系统：J V W S I行驶里程：1 3 3 5 8 0 k m图5 原图称之为“频率阀”其实是用词不当，因为控 制这个阀的频率是保持不变的实际上控制电脑是靠 改变占空比去调整燃油混合比的4 7以将占空比的数值与波形同时显示在示波器上用屏幕标定波形的方法并不难如果化油器混合比调整设定正确，波形的峰尖就会被集中在两个下降沿之间，这个尖峰是由发动机控制电脑的接地电路造成的看一下例子中的波形说明框去观察控制电脑在什么地方接通和切断电路，当主量孔和怠速混合比调速设定正确时，尖峰就会轻微地从右向左，然后再返回地波动着，并且仍保持在波形两个下降沿的中问。

根据氧传感器的输入信号控制电脑将使示波器从左向右显示波形信号当氧传感器信号浓时，控制电脑就将} 昆合比控制电路每个循环接地时间延长( 也就是使电磁阀占空比打开时间延长) 去进行补偿修正，当氧传感器信号稀时，控制电脑就将混合比控制电路每个循环的接地时间缩短( 占空比减少) 去进行补偿修正当氧传感器工作正常时，混合比控制的波形占空比将在5 0 ％附近波动，此时系统混合比控制正常，催化器工作效果最佳并且在怠速或2 5 0 0r ／m i n 、或是正常行驶条件下( 不包括重载和加减速) ，波形均应在占空比5 0 ％左右波动，这时燃油反馈控制系统的性能最佳并且废气排放污染将会降到最低如果在一种工作状况下正常，( 例如怠速)波形占空比在50 ％左右波动，但在其它状况下不正常，那么可以检查影响系统的非反馈系统的故障，例如真空泄漏、怠速混合比失调、主量孔混合比失调或在不同发动机转速下影响空燃比的其它系统的故障，检查这个的目的是使系统在正常行驶状况下波形占空比显示都在5 0 ％左右波动，从而使系统在需要时可以得到最大的混合气补偿( 从稀的一侧到浓的一侧) 3 、博世( B O S C H ) 频率空燃比调整阀博世( B 0 s c H ) c I s 系统是1 9 7 0 年代末期应用，并且到现在仍然可以见到安装在欧洲轿车上机械式多点燃油喷射系统。

c I s 燃油喷射系统应用频率阀的目的是为了保证在多变汽车行驶条件下能够有正确的燃油控制所有博世C I S 频率阀的波形( 除奔驰频率阀外) 形状和运行都和范例中( 见图5 ) 的相似，而奔驰频率阀因为采用不同的驱动器所以波形不同，但运行方式相似，关于奔驰} 昆合比控制和它独特的频率阀波形将另有一节专门介绍频率阀信号是博世C I S 燃油反馈控制系统的最主要的输出信号，这个电路脉冲频率大约是7 0 H z 并且保持不变即不管发动机转速和负荷如何变化，它的频率都保持在7 0 H z ，但通断时间( 脉冲的占空比) 则会随着氧传感器给控制电脑的信号的变化而改变在C I S 系统中，脉冲电路靠控制频率阀的通电时间来改变燃油分配器中差压阀下室的油压，当差压阀下室的油压减少时，就会使更多燃油流过差压阀上室，从而使混合气加浓也就是说当控制电脑给频率阀的占空比控制信号大于5 0 ％时，系统进入加浓混合比控制，以补偿系统长期处于混合比较稀的状态( 例如一氧化碳值调整较低或真空泄漏) 相反的，当控制电脑给频率阀的占空比控制信号小于5 0 ％时，系统进入减稀混合比图6 博世频率空燃比调整阀控制，以补偿系统长期处于混合比较浓的状态( 例如一氧化碳值调整较高或燃油压力过高) 。

在做这个燃油混合比( 主要是一氧化碳值) 的调整前，先确定氧传感器的工作是否正常试验方法：起动发动机在2 5 0 0 r ／m i n 保持2 ～3分钟，直到发动机完全暖车，燃油反馈控制系统进入闭环上述过程可以从示波奔驰频率空燃比调整阀汽车测试数据只有当氧传感器F R E Q = 7 3 ．5 H z D U T Y = 5 1 ％P C M 控制 J 电路关闭 厂／‘————一b ■正常时，才能测试／调整这个电路P C M 控制 电路开启C H l1 V ／d i vD C5 m s ／d i v阴影部分波形是由于 P C M 中限流电路运行的结果测试项目：奔驰频率混合比调整阀说明：完全暖车时且w ／A C 关闭，进行测试记录年代：1 9 8 4厂牌：奔驰车型：3 8 0 S E发动机排量：3 ．8 L燃油系统：连续燃油喷射身份证：W D B C A 3 2 A 9 E A O X X X X X电脑脚线颜色：1 5 褐／绿线( 诊断口@ 3 针的对角)测试方法：发动机运转转速：2 5 0 0 r ／m i n发动机温度：正常工作温度真空：7 1 ．2 k P a 发动机型号：E M B 3 8 V 6 F S E 9燃油蒸气污染控制系统：E M EV 6行驶里程：2 9 9 0 6 k m图7 这个波形看起来非常像博世峰值保持型喷油驱。