节气门

汽车电子节气门的原理与检测方法

节气门直动式节气门位置传感器a）实物图b）结构示意图

图2-13节气门直动式怠速控制系统怠速节气门位置传感器2-应急

弹簧3-怠速电机4-节气门位置传感器5-怠速稳定装置6-怠速开

关以上几种节气门体都安装有怠速旁通气道，从而实现怠速控制，

而节气门直动式怠速控制系统取消了旁通通道，而是通过控制节气

门的开启角度，调节空气通道的截面来控制进气量，实现对怠速的

控制，这种控制广泛的应用在大众车系。

1．系统的组成和工作原理图2-14节气门体电路图RP1节气门位

置传感器RP2怠速节气门位置传感器S怠速开关M怠速直流电动

机节气门直动式怠速控制系统主要由节气门位置传感器、怠速节

气门位置传感器，怠速开关和执行器（怠速直流电动机）以及一

套齿轮驱动机构组成（见图2-13），

图2-14为其内部线路图。节气门位置传感器和怠速节气门位置传

感器都是由一个双轨形碳膜电阻和在其上滑动的触点组成。另外在

节气门体上有一个双齿轮，它是由同轴的一个大齿轮和一个小齿轮

组成。与怠速直流电动机同轴的小齿轮与双齿轮中的大齿轮啮合，

扇行齿轮与节气门同轴并与双齿轮中的大齿轮啮合。当驾驶员踩

加速踏板时，怠速开关断开，发动机ECU根据节气门位置传感

器的输入信号判断发动机的运行工况，并进行喷油和点火的控制。

当驾驶员不踩加速踏板时，节气门在回位弹簧的作用下关闭，怠速

开关闭合。发动机ECU收到怠速开关闭合的信号，得知发动机处

于怠速运行状态，并根据怠速节气门位置传感器的信号和曲轴位

置传感器的信号来控制直流电动机的动作，经过小齿轮、双齿轮和

扇形齿轮將电动机的转速传递到节气门，使其打开相应的角度，使

怠速转速达到最佳值。(1)节气门位置传感器节气门位置传感器装

在节气门体内，与节气门轴直接相连。它是一种电位计式的传感

器，其输出的电压与节气门的开度成反比，该电压信号输送给发动

机ECU，发动机ECU根据该信号的大小和变化的速率，判断出

发动机运行的各种工况，并进行各种工况下的喷油量、点火正时的

控制。如果发动机ECU没有收到节气门位置传感器的信号，将根

据发动机转速和空气流量信号计算出一个替代值。(2)怠速节气门

位置传感器图2-15怠速节气门位置传感器怠速节气门位置传感器

(见图2-15)装在节气门体内，也是一种电位计式传感器，其输出

电压的变化仅受怠速直流电机的控制。当发动机在怠速工况下运行

时，怠速节气门位置传感器将其阻值的变化转换成电压信号，发动

机ECU根据该电压值确定节气门的位置，通过微量调节节气门开

度来调节发动机怠速转速。当发动机实际转速低于标准转速时，电

机轴通过齿轮机构将节气门打开一个微小的角度，增加发动机进气

量，使发动机转速增加，逐渐逼近标准转速；当发动机实际转速高

于标准转速时，电机轴通过齿轮机构将节气门关闭一个微小的角

度，减少发动机进气量，使发动机转速降低，逐渐逼近标准转速。

(3)怠速开关怠速开关(见图2-16)装在节气门体内，与节气门主驱

动轴直接相连。它是触点式开关，仅当节气门主驱动机构复位时，

该触点开关才闭合，通知发动机控制模块发动机进入怠速工况。发

动机ECU根据该信号及发动机的负荷来调整怠速供油量和发动机

转速；当节气门打开时，怠速触点开关断开，发动机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。怠速开关的信

号还可以作为发动机控制模块判断是否进行怠速自动控制和急减

速断油控制的信号。图2-16怠速开关(4)怠速直流电动机图2-17

怠速直流电动机怠速直流电动机如图2-17所示。当发动机怠速运

行时，或因发动机冷却液温度低、空调运转、动力转向的加入等原

因使发动机负荷增大时，为使发动机怠速稳定，怠速直流电动机经

一套齿轮机构推动节气门，加大其开度来增加发动机的进气量，提

高发动机的转速；相反，在发动机怠速下减载时，在怠速直流电机

的作用下，使节气门的开度减小，以避免发动机超速，从而保证保

证发动机在怠速工况下运行稳定。

2．系统的检测(1)机械检查节气门体在长时间使用后，在进气通

道和节气门之间有可能形成积碳，而造成节气门卡滞，

造成怠速不稳等现象。此外节气门体在经受长期剧烈的振动后，有

可能出现如怠速直流电动机轴承磨损、塑料齿轮断齿、阀门驱动

机构卡滞、驱动机构盖板破裂等，出现这类故障都无法修复，只能

更换新的节气门体总成。所以在对节气门体检查时，可采用目测有

无以上故障发生的方式进行。（2）部件测试①节气门体供电检

测节气门体接头有8只端子，各端

子的功能如表2-3所示。1、2端子直接接直流电动机，5、8端

子分别接节气门位置传感器和怠速节气门位置传感器的滑动触点，

他们的输出信号都不超过5V电压（接头端子的排列如图2-18a

所示），且信号电压与节气门开度成反比。端子3输出怠速开关

信号，端子4、7向节气门体提供5V电压，其中端子7通过发

动机ECU接地。将点火开关置于“ON”位置，按如图2-18b所

示方法用万用表进行测量：测量端子4与端子7之间的电压应为

5.0±0.5V。若测量值与上述要求不符，将点火开关置于“OFF

“档，拔下ECU接头用万用表进行线路检测。端子4与ECU接

头端子41、端子7与ECU接头端子35之间的导线阻值小于1.5

欧；端子4与端子7间的电阻应为无穷大。若测得结果与上述要

求不符，按电路图查找故障并排除。

表2-3节气门体接头各端子功能a）节气门体接头各端子分布b）

节气门体供电检测图2-18节气门体接头端子的分布和供电检测②

怠速开关检测将点火开关置于“OFF”档，拆

下节气门体接头。用万用表检测节气门全闭时端子3与7间阻值

应小于1Q;缓慢踩下加速踏板，端子3与7之间阻值应为无穷

大。否则更换节气门体。③怠速控制装置检测将探针插入节气门体

接头端子8引线内（见图2-19），起动发动机，进入怠速运行。

在冷却液温度达到80C以上时，万用表测量探针检测点与蓄电池

负极之间电压应在2.8〜3.6V。图2-19

怠速节气门位置传感器的检测④直流电动机检测把点火开关置于关

闭位置，拔下节气门体接头，用万用表测量节气门体接头端子1与

端子2之间的阻值应为3〜200Q。若不符合要求，更换节气门体

总成。⑤节气门位置传感器检测打开点火开关，将万用表表笔插入

节气门体插座第5端子引线内（见图2-20），缓慢踩下加速踏板

从关闭到全开，万用表电压读数应随着节气门开度的增大而缓慢下

降。反之，随节气门的逐渐关闭，万用表电压读数应逐渐上升，其

信号变化曲线如图2-21所示，否则应进行供电和线路检查。图

2-20节气门位置传感器的检测图2-21节气门位置传感器信号变化

的曲线3、电子节气门中的节气门位置和加速踏板位置传感器

1．工作原理电子式节气门的实物如图2-22所示，是一种比较新

的技术，国产大众奥迪A6AWL、APS与ATX

发动机、宝来AUM发动机及波罗BCC发动机中采用了电子油门

控制系统。图2-22电子油门的实物图电子油门与节气门直动式比

较有以下优点，电子油门系统中，当驾驶员踏下

加速踏板时，加速踏板位置传感器首先接收驾驶员的加速信息，并

将此加速信息首先传到发动机ECU，发动机ECU根

据油门踏板传感器的信号加浓混合气后在将节气门打开，这样可以

提高发动机的加速性能；而节气门直动式当驾驶员踏下油门踏板

时，由拉索先将节气门打开，使进气量增大，再由空气流量计检测

进气量的变化，根据流量计的变化来适当加浓混合气，所以直动式

的发动机加速性能相对电子油门的发动机差。下面以奥迪A6

ATX发动机的电子油门进行讲解,其电子油门与发动机ECU之间

的电路连接如图2-23所示，电子油门系统包括用于确定、调整及

监控节气门位置的所有部件。它主要由加速踏板、加速踏板位置传

感器、发动机

ECU、数据总线、EPC指示灯和节气门控制部件（执行机构）等

组成。图2-23奥迪A6APS与ATX电子油门控制系统电路图

J338-节气门控制部件」220_发动机ECUG186-节气门驱动装置

G187-节气门驱动角度装置传感器1G188-节气门驱动角度装置传

感器2加速踏板位置传感器的安装位置如图2-24

所示，由两个加速踏板位置传感器G79和G185来检测并通知发

动机控制单元。这两个传感器是一个可变电阻，装在一个壳体内，

并与加速踏板构成一体，但各自独立。加速踏板位置（驾驶员意

愿）是发动机控制单元的一个主要输入参数。图2-24加速踏板位

置传感器安装位置节气门控制部件壳体内包括节气门驱动装置

G186，节气门驱动节气门传感器

G187和G188。节气门驱动装置G186是一个伺服电动机，该电

动机由发动机控制单元控制，按与一弹簧力相反方向打开节气门。

节气门位置传感器G187和G188是个电位计（可变电阻），它将

节气门的位置信号传送给发动机控制单元，这两个角节气门传感器

是相互独立的。节气门由节气门控制部件内的节气门驱动装置

（电动机）根据发动机控机运转时，如电子油门发生故障，组合

仪表将接通EPC警报灯，同时发动机控制单元的故障存储器会

纪录该故障。制单元的指令来控制。当发动机不转且点火开关打开

时，发动机控制单元根据加速踏板位置传感器的信息来控制节气门

控制器。也就是说，当加速踏板踏下一半时，节气门驱动装置以同

样的尺度打开节气门，则节气门也打开一半。当发动机运转时（有

负荷），发动机控制单元可独立于加速踏板位置传感器来打开或

关闭节气门。这样，即使加速踏板只踏下一半，但节气门可能完全

打开了，其优点是可避免节气门上节流损失。此外，在一定负荷

状态下涉及有害物质的排放和油耗值将明显改善。在组合仪表上有

一个EPC（ElectronicPowerControl）灯。在发动机运转时，

如电子油门发生故障，组合仪表将接通

EPC警报灯，同时发动机ECU的故障存储器会记录该故障。

2．电子节气门的检测（以奥迪ATX发动机为例讲解）（1）

节气门自适应在打开点火开关且不起动发动机时，通过自适应，发

动机ECU“学习”节气门各不同的位置，这些位置参

数即可存入发动机ECU。节气门位置由2个节气门驱动装置来反

馈，拆装或更换节气门控制单元J-338或发动机ECU，或发动机

控制单元供电中断时，必须进行自适应，节气门控制单元的自适应

如下：打开点火开关6S以上，但不操纵起动机和加速踏板。且发

动机控制单元识别出“学习需要”时,自适应自动完成（自适应的

完成是看不出来的）。当存储的角度传感器电压值与实际测得的

值在某一公差范围内容不一致时，才能识别出“学习需要”。在

打开点火开关时，通过学习基本设定（功能04）在显示组60中

来完成。检查节气门控制单元自适应的要求，故障存储器内无故障

码。发动机不转且点火开关打开、不踏下油门踏板、冷却液温度高

于5C但低于100C、进气温度低于100C、发动机控制单元供电

电压高于11V。其检查步骤如下：连接VAG1551，选择“01发动

机电控系统”。进行上述操作时应打开点火开关。屏幕显示：按

0，6，和0，选择显示组60；按Q确认输入。按Q键后，节气

门控制器先被无电流接通。在该状态，节气门通过一位于节气门控

制单元内的弹簧进入应急运行位置。2个

节气门传感器的应急运行位置值被存入发动机的控制单元，然后在

某一值时节气门被打开，如果达到该值，节气门控制单元又被无电

流接通，这时在一定的时间内，弹簧应将节气门关闭到先前自适应

应急的运行位置（弹簧检测），随后节气门又被节气门控制单元

关闭。节气门控制单元内节气门位

置传感器的传送的值被存入发动机控制单元内。在车行驶过程中，

如果发动机控制单元无电源接通了节气门控制单元，则怠速升高且

不稳。发动机加速时非常的缓慢，屏幕显示:在显示区3和4中检

查显示值是否与节气门控制单元规定值相符。表2-4为60组的显

示组的说明。表2-460显示组的说明如果控制自适应中断,可以

是因为节气门不能完全的关闭（如脏污）,蓄电池电压低、节气控

制单元或导线损坏,在自适应过程中,起动了发动机或踏动了加速

踏板或节气壳体卡得过紧（检查螺栓连接）。按T键结束发动机

的基本设定，屏幕显示

（功能选择）:（2）节气门位置传感器的检查在节气门控制单元内

节气门益传感器G187和G188向发动机控制单元传递节气门位

置信号。①关闭点火开关，连接VAG1551，选择01发动机电控

制单元进行上述操作时，应打开点火开关，屏幕显示②按08键

选择“读取测量数据块”，按Q键确认输入，屏幕显示：③按

0、6和2键，选择显示组号“062”，按Q键确认。屏幕显

示：检查电子节气门位置传感器电压是否与规定的值相符，发动机

将节气门位置传感器的电压值换算成百分比（5V为基数），并显

示该百分比（5V相当于百分之百），电子油门的电压规定值如

表2-5：表2-562显示组的说明电子节气门位置和加速踏板位置

传感器电压值显示区1234显示屏X

X%XX%XX%XX%表示节气门位置（位置传感器1）

节气门位置（位置传感器2）油门踏板位置传感器1油门踏板位

置传感器2工作范围0%〜100%0%〜100%0%〜100%0%〜100%规定值

3〜93%（怠速值8〜18%）97〜3%（怠速值：80〜90%）12〜

97%4〜49%④注意显示区1和2的显示，慢慢将油门踏板踩

到底，显示区1和百分比值应均匀的升高，公差范围3〜93%并

未完全面使用，显示区2的百分比值应均匀下降，公差围97〜

3%也未完全使用，显示区

1显示值升高，而显示区2显示值会降低，其原因在于节气门位置

传感器的可逆转性。也就是说节气门位置传感器1的分电压向5V

靠拢（节气门开得越大，电压越高；百分比值也升高）；节气门位

置传感器2从5V向0V靠拢（节气门开得越大，电压越低；百

分比值下降）。⑤如果显示值没有达到规定的要求,检查节气门控

制单元的供电和节气门控制单元导线,尤其是注意插头,是否松动

或锈蚀,如果没有问题,则检查油门踏板位置传感器。（3）节气

门控制单元供电的检查拔下节气门控制单元插头，打开点火开关，

将万用表（电压档）接到插头下列端子2和接地及端子2和6之

间，测量其电压值，图2-25所示，其电压值应均为5V，如果达

到规定值，检查信号线和节气门控制器控制线功能，如果未达到规

定值，检查从发动机控制单元到节气门控制单元的导线连接。图

2-25节气门控制单元接头（4）节气门控制单元导线连接的检查

从节气门控制单元上拔下插头，针检测盒

V.A.G1598/31接到发动机控制线束上,不接发动机控制单元,检查

导线是否对正极/负极短路及断路，如需要,排除线路断路或短路

故障。如果导线无故障，则更换节气门控制单元。

（5）加速踏板位置传感器的检查①连接VAG1551,选择“01

发动机电控制单元”，进行上述操作时应打开点火开关。屏幕显

示：④检查节气门位置和加速踏板位置传感器电压显示值是否与规

定值相符。发动机控制单元将角度传感器电压值换自成百分比（以

5V为基数）并显示该百分比值（5V相当于100％）。节气门位

置和加速踏板位置传感器的数据规定值如表2-6所示。表2-6电

子油门电位计的数据规定值⑤注意显示区3和4的显示，慢慢将

油门踏板踩到底，显示区的百分比值应均匀的升高。公差范围12

〜97%并未完全正确使

用。显示区4的百分比值也同样应均匀的升高，公差范围4-49%也

未完全作用。并且显示区3中的显示值总应是显示区4的显示值

的2倍。⑥如果显示值没有完全达到规定要求，检查加速踏板位置

传感器的供电（步骤7〜步骤9）和加速踏板位置传感器导线连接

是否正常（步骤10）。⑦拆下司机一侧杂物箱，拔下加速踏板

位置传感器插头（见图2-26）。

图2-26加速踏板位置传感器插头⑧打开点火开关，用万用表

测量油门踏板位置传感器插头端子1与接地、端子1与5、端子

2与接地及端子2与3之间的电压均为5V。⑨如果达到规定值，检

查信号线，如果未达到规定值，检查从发动机

控制单元到加速踏板位置传感器的导线连接。⑩将检测盒

VAG1598/31接到发动控制单元线束上，不受发动机控制，检查导

线插头各端子所连接的导线是否断路或对地/正极短

路。如需要，排除导线断路或短路故障。如果导线无故障，更换加

速踏板位置传感器。