发动机怠速

邹小松

经常看见有人发帖说自己的爱车没有怠速，问该如何是好？我第一个疑问是，所谓的没有怠速是什么现象？在此，我以一个汽车标定工程师的身份来和大家探讨一下什么叫做怠速。如果是怠速出了故障又该如何解决，由于本人的技术知识有限，若有不妥之处，请指正，我们一起探讨学习。谢谢！
       首先，要搞清楚什么叫做汽车怠速，我也不想套概念，我们就简单点说吧。一般来说，我们把发动机在不加负载和油门的情况下发动机的转速称为怠速。因此，怠速必须包含两个特征，一个是节气门开度必须为零，另一个是发动机必须是空载。往更深层次讲，从ECU控制策略来讲，怠速还有一些特征：1、怠速时点火提前角通常是在0-15之间跳变，因为在控制策略里面，怠速是靠点火角的变动来实现稳定的，当转速大于目标怠速时下降时点火角减小，当转速小于目标怠速时点火角增大。2、发动机怠速会随着发动机冷却液温度的升高而减小，通常在冷机时怠速1200转左右，热机时800转左右。另外还有进气压力啊，步进电机步数啊等太专业的东西，这里就不讨论了。
      搞清楚怠速是什么，都有什么特征，我们就不难判断怠速故障了。怠速出现故障，最直接的就是怠速不稳定，或怠速升高或降低，可能还伴随发动机抖动较大等现象。下面我将和大家一起一一探讨故障的解决方法。

邹小松

第一个怠速不稳，就是怠速忽高忽低，由于怠速不稳，发动机通常也震动比较大。遇到这种故障，我们首先要检查的是进气系统，看有没有堵塞或者漏气，漏气检查还包括节气门是否完全关闭（通常节气门开度小于1%发动机进入怠速工况）。先忙点私事，改天再续。。。

燃烧的热情

请继续，还可以专业些。

loveyiqie

支持 不错 这个继续写 就是关于怠速工况 现在电子节气门的车 可以有3%5%的开度

邹小松

loveyiqie 发表于 12-7-2013 09:09
支持 不错 这个继续写 就是关于怠速工况 现在电子节气门的车 可以有3%5%的开度

3%5%也太大了吧？请问您是做标定的还是搞维修的，是否有理论支持。

邹小松

既然有朋友要求专业点，那这样最好不过了，我也没有必要把故障一一拆分讲解了。
我想一般的修理厂或者汽车生产厂家都会有故障诊断仪吧，有了故障诊断仪分析起故障来就简单多了。一般情况下，如果有传感器出现故障，肯定会有相应的故障代码出现，查找故障代码的解析就能很轻松的找出故障的根源。但是有时候故障确实存在，特别是怠速故障，但是并没有传感器损坏，因此也不会有故障代码出现，这类问题是比较头疼的，我们今天就讨论没有故障代码的怠速故障解决方式。
       首先，我们要冷机起动发动机，用故障诊断仪观察前氧传感的电压值，步进电机步数，以及进气压力和点火提前角。发动机冷机起动的几十秒内（一般40S-60S），发动机属于暖机工况，此时发动机处于开环控制，开环控制下，发动机的喷油量是不会随着进气量的变化而变化的，此时对我们的分析最有价值，一般情况下，为了让发动机稳定运行，启动阶段和暖机过程下过量空气系数λ（λ=实际空燃比/理论空燃比）是小于1的（启动过程0.8以下，暖机通常是0.95-1），也就是空燃比偏浓。知道了这一点，我们就可以借助前氧传感的电压来判断出空燃比是浓还是稀。氧传感器的电压值为0-1V，发动机闭环工作时（0.98<λ<1.02），氧传感电压在0.1-0.8之间跳变，而且是规律的S波形。也就是说，只要λ的值小于0.98，氧传感的电压值就会大于0.7V，λ大于1.02，氧传感的电压就小于0.1V。因此，我们通过查看氧传感的电压值就能知道目前发动机的空燃比是否正常。
        通过以上的了解，相信大家也对怠速有了几分了解，下面，我们就开始诊断故障。

邹小松

1、首先要保证排气歧管不漏气，如果暖机过程氧传感电压小于0.1V，证明空燃比稀是导致怠速故障的原因。空燃比稀有可能是进气量过大（进气歧管有漏气）也有可能是喷油量过小，这时需要看进气压力的值来判断，怠速时进气压力的值在400Kpa左右，如果进气压力小于350Kpa，可以判断为喷油量过小，此时我们就要检查喷油系统——油轨油压是否正常或者油路是否堵塞；如果进气压力大于450Kpa，可以判定为进气过量，你还可以用手适量堵住节气门，看转速是否恢复正常来加强判断。进气过量你需要检测进气歧管是否漏气。
2、如果暖机过程氧传感压力大于0.7V，待发动机进入热机后，此时氧传感电压应该是在0.1到0.8之间跳变，如果进气压力正常，查看步进电机步数（热机时一般为50-60），如果发动机步数过小，比如只有30步左右，说明是进气歧管漏气，如果是步进电机步数太大，比如80以上，说明进气道堵塞，此时拆掉空滤看步进电机步数是否变小，若变小说明是空滤堵塞。
3、续以上，如果氧传感电压，进气压力，步进电机步数均正常，查看点火提前角，如果点火提前角过大，比如20以上，可能节气门有开度或者发动机有负载，此时的转速不是怠速。
所有以上的讨论都是基于传统发动机上的，对于稀燃发动机等先进技术发动机则不适用，特此说明！

yinqing

这样讨论问题容易理解，值得顶！提一个相关问题：瑞虎1.6L-DVVT刚出来时，怠速仍然设定在800（750转？），然后又出的车型变成暖机后怠速为600转，再后来又出的车型变为启动后怠速为600转。低怠速可以降低市区行车的耗油量，最大限度的减少怠速耗油量确实是部分车型采用的策略，请解释一下维持低怠速的基本条件。我以前听朋友说一辆日产老皇冠怠速只有200转，可见日本人非常重视怠速设计。很多资料介绍怠速工况时只简单说为“加浓”喷油，还有其他需要注意的问题吗？

邹小松

yinqing 发表于 17-7-2013 10:15
这样讨论问题容易理解，值得顶！提一个相关问题：瑞虎1.6L-DVVT刚出来时，怠速仍然设定在800（750转？），然 ...

现在的电喷系统要维持一个低转速并不难，只要发动机的怠速功率大于损失功率即可，这通过控制节气门开度和喷油量及点火角很容易找到一个最低转速平衡点，任何一个厂家都能做到，500转的怠速也能稳定运行，但是做整车不能仅仅考虑油耗，还必须考虑低转速的扭矩时候能满足工况过度，驾驶性能和排放等指标。通俗的讲，如果怠速时500转，而正常开车是1000转以上，那么从500到1000的过度工况是否能平稳是要考虑的，过度工况时要采用加浓控制的，加浓也会产生大量的排放物。驾驶性能就更容易理解了，500转是否能满足启动扭矩的要求？如果不能满足，容易导致启动失火，这样客户是不喜欢的，还有排放指标，现在国家对排放要求是越来越严格，要知道发动机低速运行容易产生大量的HC排放物，这对整车排放性能是很大的威胁。很多厂家不是做不到低怠速，而是低怠速无法通过国家的排放指标，只能提高暖车怠速。

yinqing

你分析的很有道理：1、满足过渡工况需要的扭矩、2、满足启动工况所需要的正常点火3、避免加浓时过多的HC排放影响排放限值。如果经过大量的技术优化达到这样一个水平：怠速时的加浓改变为理论空燃比或者喷油量更低的稀薄燃烧（跳过LAMBDA=1.0-1.2的NOx高排区间，LAMBDA设定在1.2以上），同时又可以满足较高扭矩的输出水平，这样的话就可以满足你说的扭矩+排放+过渡工况的综合需要，重要的是可以达到提高燃油经济性的目标，尤其是市内行车时。我有一个疑惑，你是这方面的专家，如果我们暂时不考虑我前面提出这个问题的真实性，仅从需求角度考虑，国内的汽车企业真的需要这样的技术吗？

邹小松

yinqing 发表于 19-7-2013 16:38
你分析的很有道理：1、满足过渡工况需要的扭矩、2、满足启动工况所需要的正常点火3、避免加浓时过多的HC排放 ...

我可不是专家，但是我是一个标定工程师，可以回答你的问题。技术肯定是需要的，首先，现在我国对油耗非常的重视，对油耗的要求也越来越严格，整车厂不断地寻求降油耗的方法，而百姓买车也很看重油耗，因此可以说，油耗是重中之重。而低怠速也是降油耗的一个方法。

yinqing

谢谢楼主回复问题，同时看了我的几篇帖子。我仔细阅读了楼主的评论，在这里和你简单探讨一下。1、喷油控制：我尽了很大努力，目前仍然没有完全理解每一个环节。你提到的闭环控制确实是一个关键环节，氧传感器信号起到关键调节作用，但是一定还有其他关键因素在起作用，我前一段时间做了一些了解，可惜摊子会大一些，我目前的精力和资金没有办法完成。举个例子：假设我们把喷油器的无效时间（动作时间）设定为0.8ms，那么我们测定1.6ms和8ms的喷油脉宽时的实际喷油量就会发现0点被抬高了许多，喷油量和喷油时间并不是直线相关，或者说仅有某一段时间成直线相关，这是我写那篇帖子时还没有搞清楚的。2、低速扭矩：这是和你的怠速讨论最接近的问题。如果按照你的观点，提高发动机的排量来增加扭矩输出和我那篇帖子突出的“低速扭矩”概念就不是一件事了，假设你的1.4LPOLO目前低速扭矩还不足以完成不加油门换挡到五档，使用了我提到的发动机超稳定系统后，就完全可以做到，因为这个系统增加的是“低速扭矩”，正像你说的，油门的作用本质上是提高扭矩输出。3、混合气浓度与燃烧：许多网友都提到“低速可以加重积碳”，这个需要提到的是积碳的前提为浓混合气，如果怠速时使用的不是浓混合气而是理论混合气，积碳就不可能产生。也许大家认为这只是一个理想状态，但这个可能性是存在的。也就是说，只要可以在低速时使用理论混合气或者稀薄混合气，同时提供了足够的输出扭矩，这样的行驶方式就值得推荐。4、燃油经济性。我在前面说到的一切都是以燃油经济性为前提的，说的是一个系统。如果比较你驾驶的1.4LPOLO轿车（A）和我做样车的瑞虎1.6LSUV（B）的基本指标，就会发现“发动机超稳定系统”可以帮助目前国产发动机提高综合性能了：A：整备1092（1122）kg，B：整备1375kg；A:风阻=X，B：风阻＞X；A：轮宽=Y，B：轮宽＞Y；A：耗油量6.0L（市区）、5.0L（长途），B：耗油量6.5L（综合，我连续记录2.5万公里所得）。
所以，作为发动机工程师只要仔细的去研究每一个环节，做出和德国人一样好的发动机，甚至超过他们是有可能性的。
还有，就是排放，我说的发动机超稳定系统还有一个优势是可以把尾气排放耐久里程数延长到40万公里，甚至更长（这一点是计算结果，没有经过实际行驶证明）。

邹小松

冒昧的问一下，你是从事什么工作的，汽车改装吗？我们还是一起讨论问题吧，1、喷油控制说起来复杂也复杂，说简单也简单，如果剔除什么燃油压力修正，无效喷油时间等等修正系数，喷油量就是等于喷油时间乘以喷油嘴燃油流量，喷油嘴的燃油流量在一定压力下是恒定的。所以，我不知道你测定发动机的喷油量，由于燃油压力总会有波动，因此也会存在一点误差。2、对于传统的发动机来讲，低速运行都会有容易造成积炭，不要被空燃比给迷惑了，实际上发动机的混合气体都是小于理论空燃比的，就是燃油会多喷的，道理很简单，发动机缸内燃烧时，特别是低转速，都会有窒熄现象，导致混合气体无法完全燃烧，不然的话就不会有排放这条规定了，就算是现在最先进的分层稀薄燃烧技术照样无法完全燃烧。再说了，汽油也非理想汽油，也会含有不可燃烧的杂物。我不知道你的发动机超稳定系统是如何设计的，反正我不看好，我不认为这是优秀的技术，其实低速扭矩还可以通过更改速比来实现。而且你光关注于整车百公里油耗，其实考核发动机的油耗还要结合油耗率（KW.H/G），怠速是油耗率最高的，由此可见，用怠速行车是最耗油的。你这种系统，本质上是控制死了一个人的开车习惯，并没有本质上省油，可以很肯定的说，在档位一定的情况下，任何一个转速行车都会比怠速省油，最省油的转速是2500转左右。最后就是得说的排放耐久的问题，我不知道你是如何算出来的，排放耐久涉及到的因素太多，其中关系最大的就有气缸的磨损和三元催化的老化。

lqw5447968

楼上的观点我十分同意来自: Android客户端

carboom

学习勒！努力理解中!