節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修1作用反映節(jié)氣門開(kāi)度負(fù)

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作用反映節(jié)氣門開(kāi)度（負(fù)荷）的大小，判定發(fā)動(dòng)機(jī)怠速、部分負(fù)荷、全負(fù)荷工況，實(shí)現(xiàn)不同的控制模式；反映節(jié)氣門變化快慢（加速、減速），實(shí)現(xiàn)加速加濃和減速減油或斷油控制。2

類型線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器開(kāi)關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器綜合式節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修3、節(jié)氣門體節(jié)氣門體位于空氣流量計(jì)之后的進(jìn)氣管上，它包括節(jié)氣門、怠速旁通氣道、怠速調(diào)整螺釘、怠速控制閥以及節(jié)氣門位置傳感器等，如圖5.41所示。節(jié)氣門俗稱“油門”，是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)上唯一由駕駛?cè)怂刂频臋C(jī)構(gòu)，通過(guò)改變節(jié)氣門開(kāi)度控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修節(jié)氣門位置傳感器(TPS)

節(jié)氣門由駕駛員通過(guò)加速踏板操縱，通過(guò)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，不同的節(jié)氣門開(kāi)度標(biāo)志著發(fā)動(dòng)機(jī)不同的運(yùn)轉(zhuǎn)工況。為了使噴油量滿足不同工況的要求，電控發(fā)動(dòng)機(jī)在節(jié)氣門上裝有節(jié)氣門位置傳感器，它可以把節(jié)氣門開(kāi)度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并輸送給ECU，作為判定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的依據(jù)。節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門軸的一端，常見(jiàn)有開(kāi)關(guān)式、滑動(dòng)電阻式、綜合式等幾種結(jié)構(gòu)形式。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修1）開(kāi)關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器開(kāi)關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器如圖所示，其內(nèi)部有兩副觸點(diǎn)——怠速開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)IDL和全負(fù)荷開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)PSW，一個(gè)和節(jié)氣門軸聯(lián)動(dòng)的凸輪控制觸點(diǎn)的開(kāi)啟和閉合。當(dāng)節(jié)氣門處于全關(guān)閉位置時(shí)怠速觸點(diǎn)閉合，ECU判定發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況，從而按怠速工況的要求控制噴油和點(diǎn)火；當(dāng)節(jié)氣門打開(kāi)至一定角度時(shí)全負(fù)荷觸點(diǎn)閉合，ECU進(jìn)行全負(fù)荷加濃控制。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修2）滑動(dòng)電阻式節(jié)氣門位置傳感器滑動(dòng)電阻式節(jié)氣門位置傳感器的設(shè)計(jì)避免了開(kāi)關(guān)式節(jié)氣門傳感器只能檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況和全負(fù)荷工況的弊端，這種傳感器采用滑動(dòng)電阻，可以獲得節(jié)氣門開(kāi)關(guān)從全閉到全開(kāi)連續(xù)變化的信號(hào)，從而更精確地判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況，控制電路，如圖5.43所示。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修3）綜合式節(jié)氣門位置傳感器綜合式節(jié)氣門位置傳感器是在滑動(dòng)式節(jié)氣門傳感器的基礎(chǔ)上加裝了一個(gè)怠速開(kāi)關(guān)。怠速時(shí)怠速觸點(diǎn)閉合，輸出怠速工況信號(hào)，其他工況節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)電壓隨節(jié)氣門開(kāi)度的增大而隨之升高，控制電路如圖5.44所示節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修原理節(jié)氣門全閉全開(kāi)

VTA0V5V

IDL閉合（0V）斷開(kāi)（12V）

VC5VE搭鐵

節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修4、電子節(jié)氣門節(jié)氣門的作用是控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量，決定發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況。駕駛員通過(guò)操作加速踏板來(lái)操縱節(jié)氣門開(kāi)度。操縱節(jié)氣門開(kāi)度就能控制可燃混合氣的流量，改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率，以適應(yīng)汽車行駛的需要。傳統(tǒng)節(jié)氣門采用剛性連接，如圖所示。即通過(guò)拉桿或拉索傳動(dòng)連接加速踏板和節(jié)氣門的機(jī)械連接方式，因此節(jié)氣門開(kāi)度完全取決于加速踏板的位置，即駕駛員的操作意圖，但從動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)看，發(fā)動(dòng)機(jī)并不總是完全處于最佳運(yùn)行工況，而且駕駛員的誤操作也給安全性帶來(lái)隱患。電子節(jié)氣門（EGAS）與傳統(tǒng)節(jié)氣門比較，采用柔性連接，即用電纜線來(lái)代替拉索或者拉桿，通過(guò)電控單元控制節(jié)氣門快速精確地定位，如圖5.52所示。它的優(yōu)點(diǎn)在于能根據(jù)駕駛員的需求愿望以及整車各種行駛狀況確定節(jié)氣門的最佳開(kāi)度，保證車輛最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，并具有牽引力控制、巡航控制等控制功能，提高安全性和乘坐舒適性。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（1）電子節(jié)氣門系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)主要包括：①加速踏板位置傳感器加速踏板位置傳感器由兩個(gè)無(wú)觸點(diǎn)線性電位器傳感器組成，如圖5.53所示。在同一基準(zhǔn)電壓下工作，基準(zhǔn)電壓由ECU提供。隨著加速踏板位置的改變，電位器阻值也發(fā)生線性的變化，由此產(chǎn)生反應(yīng)加速踏板下踏量大小和變化速率的電壓信號(hào)輸入ECU，如圖5.54所示。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修②節(jié)氣門位置傳感器和踏板位置傳感器類似，節(jié)氣門位置傳感器也是由兩個(gè)無(wú)觸點(diǎn)線性電位器傳感器組成，如圖5.55所示。且由ECU提供相同的基準(zhǔn)電壓。當(dāng)節(jié)氣門位置發(fā)生變化時(shí)，電位器阻值也隨之線性地改變，由此產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)輸入ECU，該電壓信號(hào)反映節(jié)氣門開(kāi)度大小和變化速率，如圖5.56所示。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修③節(jié)氣門控制電動(dòng)機(jī)節(jié)氣門控制電動(dòng)機(jī)一般選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或直流電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)兩級(jí)齒輪減速來(lái)調(diào)節(jié)節(jié)氣門開(kāi)度。早期以使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為主，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)精度較高、能耗低、位置保持特性較好，但其高速性能較差，不能滿足節(jié)氣門較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能的要求，所以現(xiàn)在比較多地采用直流電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)精度高、反應(yīng)靈敏、便于伺服控制，如圖5.57所示。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修④控制單元（ECU）

控制單元（ECU）是整個(gè)系統(tǒng)的核心，包括兩部分：信息處理模塊和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊。信息處理模塊接受來(lái)自加速踏板位置傳感器的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后得到節(jié)氣門的最佳開(kāi)度，并把相應(yīng)的電壓信號(hào)發(fā)送到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊接受來(lái)自信息處理模塊的信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的角度，使節(jié)氣門達(dá)到或保持相應(yīng)的開(kāi)度。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)能雙向轉(zhuǎn)動(dòng)。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（2）電子節(jié)氣門系統(tǒng)的工作原理電子節(jié)氣門系統(tǒng)的工作原理如下：駕駛員操縱加速踏板，加速踏板位置傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)輸入節(jié)氣門控制單元，控制單元首先對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行濾波，以消除環(huán)境電磁波的影響，然后根據(jù)當(dāng)前的工作模式、踏板移動(dòng)量和變化率解析駕駛員意圖，計(jì)算出對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的基本需求，得到相應(yīng)的節(jié)氣門轉(zhuǎn)角的基本期望值。然后再經(jīng)過(guò)CAN總線和整車控制單元進(jìn)行通訊，獲取其他工況信息以及各種傳感器信號(hào)如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、檔位、節(jié)氣門位置、空調(diào)能耗等等，由此計(jì)算出整車所需求的全部轉(zhuǎn)矩，通過(guò)對(duì)節(jié)氣門轉(zhuǎn)角期望值進(jìn)行補(bǔ)償，得到節(jié)氣門的最佳開(kāi)度，并把相應(yīng)的電壓信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)電路模塊，驅(qū)動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)使節(jié)氣門達(dá)到最佳的開(kāi)度位置。節(jié)氣門位置傳感器則把節(jié)氣門的開(kāi)度信號(hào)反饋給節(jié)氣門控制單元，形成閉環(huán)的位置控制。

節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)一般為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或直流電動(dòng)機(jī)，兩者的控制方式也有所不同。驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常采用H橋電路結(jié)構(gòu)，控制單元通過(guò)發(fā)出的脈沖個(gè)數(shù)、頻率和方向控制電平對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。電平的高低控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，脈沖個(gè)數(shù)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，即發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步進(jìn)角，脈沖頻率控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。因此，通過(guò)對(duì)上述三個(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)精確定位與調(diào)速?？刂浦绷麟妱?dòng)機(jī)采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)，其特點(diǎn)是頻率高，效率高，功率密度高，可靠性高?？刂茊卧ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比來(lái)控制直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角的大小，電動(dòng)機(jī)方向則是由和節(jié)氣門相連的復(fù)位彈簧控制的。電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比成正比。當(dāng)占空比一定，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與回位彈簧阻力矩保持平衡時(shí)，節(jié)氣門開(kāi)度不變；當(dāng)占空比增大時(shí)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩克服回位彈簧阻力矩，節(jié)氣門開(kāi)度增大；反之，當(dāng)占空比減小時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和節(jié)氣門開(kāi)度也隨之減小。

ECU對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)故障，將點(diǎn)亮系統(tǒng)故障指示燈，提示駕駛員系統(tǒng)有故障。同時(shí)電磁離合器被分離，節(jié)氣門不再受電動(dòng)機(jī)控制。節(jié)氣門在回位彈簧的作用下返回到一個(gè)小開(kāi)度的位置，使車輛慢速開(kāi)到維修地點(diǎn)。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修（4）節(jié)氣門位置傳感器的檢修1）開(kāi)關(guān)型節(jié)氣門位置傳感器的檢修開(kāi)關(guān)型節(jié)氣門位置傳感器常見(jiàn)的故障是觸點(diǎn)接觸不良。若怠速觸點(diǎn)接觸不良，則無(wú)怠速信號(hào)，會(huì)引起怠速不穩(wěn)或無(wú)怠速；若功率觸點(diǎn)接觸不良，則無(wú)全負(fù)荷信號(hào)，會(huì)引起加速困難。開(kāi)關(guān)型節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需測(cè)量其怠速觸點(diǎn)和功率觸點(diǎn)的通斷情況即可判定其好壞。怠速觸點(diǎn)在節(jié)氣門全閉時(shí)應(yīng)閉合，節(jié)氣門略打開(kāi)時(shí)即斷開(kāi)。閉合時(shí)端子IDL與El之間的電阻應(yīng)為零，斷開(kāi)時(shí)端子IDL與E1之間的電阻應(yīng)為無(wú)窮大，否則為怠速觸點(diǎn)故障。功率觸點(diǎn)在節(jié)氣門開(kāi)度小于50％時(shí)應(yīng)斷開(kāi)，開(kāi)度超過(guò)50％時(shí)應(yīng)閉合。同樣在閉合時(shí)端子Psw與E1之間的電阻應(yīng)為零，斷開(kāi)時(shí)端子PSW與E1之間的電阻應(yīng)為無(wú)窮大，否則為功率觸點(diǎn)故障。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修2）線性節(jié)氣門位置傳感器的檢修線性節(jié)氣門位置傳感器的常見(jiàn)故障是滑片電阻值不準(zhǔn)確、可動(dòng)觸點(diǎn)(觸臂)與滑片電阻接觸不良等?；娮柚挡粶?zhǔn)確會(huì)使節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門開(kāi)度信號(hào)不正確，從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)怠速過(guò)高或過(guò)低，發(fā)動(dòng)機(jī)加速不良等故障；可動(dòng)觸點(diǎn)(觸臂)與滑片電阻接觸不良會(huì)使節(jié)氣門開(kāi)度信號(hào)時(shí)通時(shí)斷，從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)加速性能時(shí)好時(shí)壞，一般用示波器很容易檢測(cè)這種故障。線性節(jié)氣門位置傳感器的接線有3線和4線兩種，豐田車一般采用4線，其他車系采用3線。4線的節(jié)氣門位置傳感器比3線的僅多一副怠速觸點(diǎn)。節(jié)氣門位置傳感器與ECU的連接如圖所示。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修①萬(wàn)用表檢測(cè)A、3線的線性節(jié)氣門位置傳感器脫開(kāi)節(jié)氣門位置傳感器插頭，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)量線束處A端子電壓，應(yīng)為5V。緩慢打開(kāi)節(jié)氣門，測(cè)量節(jié)氣門位置傳感器B、C腳的電阻值，應(yīng)該連續(xù)變化。插上插頭，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)量B、C腳的信號(hào)電壓。當(dāng)節(jié)氣門關(guān)閉時(shí)信號(hào)電壓為0.5V，隨著節(jié)氣門緩慢打開(kāi)，信號(hào)電壓應(yīng)從0.5V逐漸升高至節(jié)氣門全開(kāi)(WOT)時(shí)的4.5V。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修B、4線線性節(jié)氣門位置傳感器如圖5.66b)所示。元件檢測(cè)：各端子之間電阻值如下。閉：IDL-E20ΩVTA-E2電阻較小全開(kāi)：IDL-E2無(wú)窮大ΩVTA-E2電阻大閉-全開(kāi)：VTA-E2電阻逐漸增大在線檢測(cè)：打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)不起動(dòng)。閉-全開(kāi)：VTA-E2電壓逐漸增大如不正常，則檢查節(jié)氣門位置傳感器與ECu之間的線路。若線路正常，應(yīng)檢查ECU的搭鐵電路或電源電路。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修②示波器檢測(cè)把示波器的負(fù)極檢測(cè)探針連接到節(jié)氣門位置傳感器(TPS)的負(fù)極搭鐵線、發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體或蓄電池負(fù)極接線柱上；把示波器的正極檢測(cè)探針連接到傳感器的信號(hào)輸出端子上。測(cè)試時(shí)，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，但不要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，用均勻的速度慢慢打開(kāi)節(jié)氣門，保持一定開(kāi)度后，再以同樣的速度慢慢關(guān)閉節(jié)氣門，此時(shí)傳感器應(yīng)輸出理想的波形,如圖5.67a)所示。圖5.67b)所示為有故障節(jié)氣門位置傳感器波形。節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修傳感器接腳條件標(biāo)準(zhǔn)電阻（kΩ）標(biāo)準(zhǔn)電壓(V)IDL-E2節(jié)氣門全閉≤0.50節(jié)氣門打開(kāi)∞9~14VC-E23.1~7.24.5~5.5VTA-E2節(jié)氣門全閉0.34~6.300.3~0.8節(jié)氣門全開(kāi)2.4~11.23.2~4.9節(jié)氣門從全閉到全開(kāi)逐漸增大逐漸增大豐田2JZ－GE節(jié)氣門位置傳感器的標(biāo)準(zhǔn)值節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修故障分析節(jié)氣門位置傳感器失效起動(dòng)困難，怠速不穩(wěn)，易熄火當(dāng)節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)故障，ECU無(wú)法確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)工況，不能精確控制噴油量。ECU通常按節(jié)氣門開(kāi)度為0°或25°設(shè)定或根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣流量代替（M3.8.2）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修8A-FE發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門位置傳感器歐姆表測(cè)量每個(gè)端子之間的電阻:VTA-E20.2~6kΩ

節(jié)氣門全關(guān)0.2~0.9VVTA-E21~10kΩ

節(jié)氣門全開(kāi)

4.0~4.9VVC-E21.5~3kΩ

4.5~5.5v節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)與檢修案例：節(jié)氣門位置傳感器損壞車型：旁蒂克車故障：怠速低且不穩(wěn)，行駛時(shí)正常，行駛時(shí)踩制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降直至熄火。檢查：行駛時(shí)正常說(shuō)明噴油、點(diǎn)火基本正常，用診斷儀讀取發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)怠速時(shí)節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)0．82V（標(biāo)準(zhǔn)為0．5v），踩下加速踏板，節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)連續(xù)上升，放開(kāi)加速踏板信號(hào)又回至0．82V，這說(shuō)明節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)錯(cuò)誤。檢查發(fā)現(xiàn)節(jié)氣門位置傳感器損壞，更換后恢復(fù)正常。分析：0．82v即告之控制電腦目前發(fā)動(dòng)機(jī)處于小負(fù)荷狀態(tài)，熱車后發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)處于閉環(huán)控制，根據(jù)氧傳感器信號(hào)修正噴油量，使空燃比在14．7附近，使實(shí)際怠速時(shí)混合氣稀，從而怠速低，甚至