节气门位置传感器的结构原理与检修

学习目标

1. 正确描述节气门位置传感器的作用、 结构及工作原理。

2. 正确使用检测仪器， 对节气门位置传感器进行检修。

3. 注意培养环保、 安全意识及团队协合能力。

任务引入

一辆丰田轿车， 打开仪表盘点火开关至启动挡， 启动后发动机怠速运转发现有轻微抖动现象， 故障指示灯亮。 路试时起步有游车感， 车辆低速挡行驶发动机噪声大， 加速卡滞。

此故障现象说明汽车发动机在怠速状态下无法正常运行， 路试后明显在不同的负荷状态下都不能良好工作， 初步怀疑应当是空气供给部件失效造成， 此故障应从发动机空气供给系统的相关部件入手查找， 因故障指示灯亮， 这类故障大多为节气门位置传感器故障，所以我们先学习节气门位置传感器的相关知识。

相关知识

一、 节气门位置传感器的作用

发动机工况 (如启动、 怠速、 加速、 减速、 小负荷和大负荷等) 不同， 对混合气浓度的要求也不相同。 节气门位置传感器的功用是: 将节气门开度 (即发动机负荷) 大小转换为电信号输入发动机ECU， 以便确定空燃比的大小。 在装备电子控制自动变速器的汽车上，节气门位置传感器信号还要输入变速器电控单元 (ECTECU)， 作为确定变速器换挡时机和变矩器锁止时机的主要信号。

二、 节气门位置传感器的分类和结构原理

各种汽车的节气门位置传感器都安装在节气门体上节气门轴的一端。 按输出信号的类型不同， 节气门位置传感器分为线性输出型、 开关量输出型、 非线性输出型三种类型。

1. 线性输出型节气门位置传感器

线性输出型节气门位置传感器如图1-32所示， 利用触点在电阻体上的滑动来改变电阻值， 测得节气门开度的线性输出电压， 即可知节气门开度。 全关时电压信号约为0.5V， 随着节气门增大， 信号电压增强， 全开时约为5V。

图1-32 线性输出型节气门位置传感器

2. 开关量输出型节气门位置传感器

开关量输出型节气门位置传感器由滑动触点和两个固定触点 (功率触点和怠速触点)组成， 如图1-33所示。

图1-33 开关量输出型节气门位置传感器

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个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 (丰田1G-EU车为55°) 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。 丰田1G-EU发动机电子控制系统用的开关量输出型节气门位置传感器。

3. 非线性输出型节气门位置传感器

非线性输出型节气门位置传感器使用霍尔效应元件， 以便在极短的行驶条件下， 例如高速以及低车速下， 也能生成精确的信号。 节气门位置传感器有VTA1和VTA2两个传感器电路， 各传送一个信号。 VTA1用于检测节气门开度， VTA2用于检测VTA1的故障， 如图1-34所示。 传感器信号电压与节气门开度成比例， 在0V和5V之间变化， 并且传送至ECM的VTA端子， 如图1-35所示。

图1-34 非线性节气门位置传感器电路

图1-35 节气门位置传感器信号电压与节气门开度比例关系

当节气门关闭时， 传感器输出电压降低； 当节气门开启时， 传感器输出电压升高， ECM根据这些信号计算节气门开度并响应驾驶员输入来控制节气门执行器， 这些信号同时也用来计算空燃比修正值和功率提高修正值， 然后切断控制。

三、 节气门位置传感器电路

非线性输出型节气门位置传感器电路如图1-36所示。

图1-36 非线性输出型节气门位置传感器电路

任务实施与考核

一、 技能学习

1. 查找相关技术资料

(1) 非线性节气门位置传感器的拆卸

1) 排出发动机冷却液。

2) 拆下2号汽缸盖罩。

3) 拆下空气滤清器盖分总成， 如图1-37所示。

①断开质量空气流量计连接器。

②断开两个卡夹。

③断开箍带和通风软管， 并拆卸空气滤清器， 如图1-38所示。

图1-37 非线性节气门位置传感器的拆卸1

图1-38 非线性节气门位置传感器的拆卸2

4) 拆下节气门体总成。

①断开连接器和两根水软管， 如图1-39所示。

②拆下两个螺栓、 两个螺母和节气门体， 如图1-40所示。

③拆下衬垫。

图1-39 非线性节气门位置传感器的拆卸3

图1-40 非线性节气门位置传感器的拆卸4

(2) 非线性节气门位置传感器的检查

1) 用智能检测仪读取数值。 用智能检测仪读取数值， 如表1-11所示。

表1-11 智能检测仪读取的相关数据 V

2) 检查非线性节气门位置传感器电压。 根据表1-12， 参考图1-41， 使用数字万用表值测量电压。

表1-12 标准电压

图1-41 测量非线性节气门位置传感器电压

3) 检查非线性节气门位置传感器线束。 根据表1-13和表1-14， 参考图1-42， 使用数字万用表值测量电阻。

表1-13 标准电阻 (一) Ω

表1-14 标准电阻 (二) kΩ

图1-42 测量非线性节气门位置传感器电阻

(3) 非线性节气门位置传感器的安装

1) 将新衬垫安装至进气歧管。

2) 用两个螺栓和两个螺母安装节气门体， 如图1-43所示， 扭矩为10N·m。

图1-43 非线性节气门位置传感器的安装1

3) 连接连接器和两根水管， 如图1-44所示。

图1-44 非线性节气门位置传感器的安装2

4) 安装空气滤清器盖分总成:

①安装空气滤清器盖分总成。

②用箍带连接通风软管， 如图1-45所示。

图1-45 非线性节气门位置传感器的安装3

③连接两个卡夹， 如图1-46所示。

图1-46 非线性节气门位置传感器的安装4

④连接质量空气流量计连接器。

5) 安装2号汽缸盖罩。

6) 添加发动机冷却液。

7) 检查冷却液是否泄漏。

2. 操作步骤

节气门位置传感器的检修步骤如表1-15所示。

表1-15 节气门位置传感器的检修步骤

续表

续表

二、 任务实施与考核

节气门位置传感器检修的任务实施与考核如表1-16所示。

表1-16 节气门位置传感器检修的任务实施与考核