淺談汽車發動機上的節氣門

首先我們來看一下節氣門的功能……有一些朋友可能會說，你這不廢話麼，節氣門不就是司機一踩油門，然後就讓發動機轉速提高了麼！哦，按照形象一點的說法是這樣，但我還是想從電子控制這個角度去給大家再整理一下。

我們都知道節氣門體是一個總成部件，它不只是一個閥門，上邊還有節氣門位置傳感器（TPS）和怠速控制裝置。安裝的位置是在進氣道上，在空氣流量計的後邊。剛才說了駕駛員一踩油門，節氣門閥片就會翻轉，然後進氣道的截面積就會增大，這樣進的空氣就會增多。進的空氣增多了，通過空氣流量計被感知了再傳給電腦，接下來電腦按照與空氣一定的比例進行噴油，這時候發動機的扭矩和功率就提高了。在這個過程中，發動機進多少空氣，“主要”是由節氣門的開度來決定的。有人可能會問了，聽您這話的意思，控制進氣量是不是還有起到次要作用的？有，比如氣門升程和開啟關閉時間，還有進氣道控制，我們在這不講，只講節氣門。

注意啊，這裡邊的邏輯關係，我們一定要搞清楚，發動機的功率、扭矩，是以控制噴油量、噴油時間還有點火時間為終極目標的，也就是發動機管理系統首先控制的就是噴油和點火，如果是電子節氣門的話，還有節氣門開度。這三點控制的好不好，決定了你這發動機在各種工況下是不是有最佳表現。這三點依據什麼來控制，也就是你得有輸入信號啊。其中點火和噴油主要有兩個信號，一個是進氣量，另一個是發動機轉速，這兩個信號是最基本也是最主要的信號。其中進氣量主要是由節氣門開度決定的，所以節氣門的主要功能是控制和調節進氣量。那麼節氣門位置傳感器TPS起到了修正噴油和點火的作用，注意，此時已經有主要信號了，它是修正信號。為什麼要修正？因為這臺發動機會有不同的工況和負荷。比如怠速、急加速、小負荷到大負荷之間的過渡等等。如果是自動擋車，它會和車速傳感器一起，為變速箱提供主要的換擋信號。還有參與巡航，如果是電子節氣門的話，TPS還得還向電腦反饋節氣門的實際開度，實現節氣門控制的閉環。

關於節氣門的分類，按照發動機怠速時進氣的方式區分，分為旁通式和直動式。就是你這進氣道，怠速的時候也得有空氣到汽缸裡啊，怎麼進去？早期的車型有旁通式的，就是繞過節氣門閥片有個旁通氣道，節氣門在怠速的時候是關死的。這旁通氣道上還有個控制電機（就像水龍頭似的那種閥門電機）來控制怠速。它也是由電腦來控制，也是個執行器。很多人都管他叫怠速電機，或者叫怠速閥。按照工作原理不同，分為旋轉滑閥式——比如較早的那款桑塔納發動機型號是AFE的，電控系統是D型的那款。還有一種市面上比較多——步進電機式，以前很多微型車都用這個。但是現在也越來越少了，在這我就不多說了。

目前怠速進氣的控制方式比較多的是直動式，也就是說發動機在怠速工況下，節氣門是有一點開度的（有點縫隙），這種直動式的，分為電子節氣門和機械式節氣門，所謂機械式的，就是除了怠速之外的其他工況，這個節氣門的開度是由駕駛員來控制的，也就是節氣門上安個節氣門拉線，連到駕駛室的油門踏板上，形成機械連接，駕駛員一踩油門，節氣門跟著動。所謂電子節氣門，它是現在市場上的主流，這個節氣門的任何工況，包括怠速工況，它的節氣門開度是由電腦來控制的。在油門踏板上有個位置傳感器，是控制節氣門開度的主要信號，另外還要根據進氣量、水溫、車速、離合器踏板位置、檔位信息、制動踏板、還有點火時間和噴油等等一系列信息，由電腦綜合計算出一個最佳的節氣門開度信號，控制節氣門體上的直流電機動作，從而使節氣門在各種工況都能保持一個最佳的開啟角度。所以我在這跟大家說一下，這個電子節氣門，它絕不僅僅是油門拉線的替代品。它是汽油機管理系統中一個重要的分支系統。

另外還要說一下，這個機械式節氣門，在裡邊也有一個電機，但這個電機只是在怠速的時候和巡航功能打開的時候才工作。

那麼關於節氣門體的結構，還有它裡邊各個零件如果壞了的話，發動機會有哪些故障現象？我在這也先簡單的給大家介紹一下：我們還是從發動機控制這個維度去考慮，控制各種工況，它必須要有感知，也就是傳感器輸入（輸入給電腦啊）。在這個節氣門體裡就有個TPS節氣門位置傳感器。現在大多數車型的TPS都是由兩個電位計構成的，本來一個就夠了，多來一個是為了更安全，冗餘設計。所以其中一個壞了，另外一個還可以繼續工作，加速什麼的不受影響，有些車型會有急加速不良情況。故障燈會點亮，同時定速巡航功能會失效。

如果它兩個都壞了 ，表現的症狀是主要是加速不良，唑車——這兩個現象有可能是因為發動機負荷信號不準確造成的，還有可能是換擋品質不佳造成的，因為這個TPS是要給至少兩個控制系統提供信號的。有一些車型，如果兩個電位計都壞了，會馬上進入應急模式，也就是節氣門會一直保持在一個位置，發動機轉速也是一直保持在一個水平，一般是1500轉左右。另外，電子節氣門的開度，也是由TPS來監控，告訴電腦是不是控制到位了，形成反饋信號。

電子節氣門的開閉是由一個直流電機來完成的，它是執行所需工況的電氣裝置之一，為什麼是之一？還有什麼是執行的呢？沒錯，還有點火和噴油。他們一起來控制發動機的工況，也就是輸出功率和扭矩。如果不是電子節氣門，發動機管理系統是通過控制噴油和點火來實現有多大的扭矩輸出的。如果這個電機出了問題，有些車型表現出來的故障是無法啟動，因為節氣門沒有打開，沒有進氣。或者是啟動了以後又熄火了。有些車型是怠速過高，節氣門一直開在一個角度，開在應急位置。電機不通電了，但是節氣門被一個彈簧給打開了，就這麼一直開著。

接下來是機械方面的，電機軸連著齒輪減速裝置。我們都知道，一有減速就會怎麼樣？對了，就增加扭矩了，那就把電機的扭矩給放大了，從而能夠克服彈簧的力讓它運行自如，時間長了這裡邊有犯卡的情況，但是比較少。還有就是閥板和軸，這個出現問題的時候就比較多了，最常見的就是髒汙。有時候髒的都沒法看了糊死了，這根軸也跟著犯皺。所表現出來的就是怠速不穩，加速不良。一般清洗一下然後做個匹配就能解決。