1

作用反映節氣門開度（負荷）的大小，判定發動機怠速、部分負荷、全負荷工況，實現不同的控制模式；反映節氣門變化快慢（加速、減速），實現加速加濃和減速減油或斷油控制。2

類型線性輸出型節氣門位置傳感器開關量輸出型節氣門位置傳感器綜合式節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修3、節氣門體節氣門體位于空氣流量計之后的進氣管上，它包括節氣門、怠速旁通氣道、怠速調整螺釘、怠速控制閥以及節氣門位置傳感器等，如圖5.41所示。節氣門俗稱“油門”，是整個發動機上唯一由駕駛人所控制的機構，通過改變節氣門開度控制發動機的進氣量從而控制發動機的轉速。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修節氣門位置傳感器(TPS)

節氣門由駕駛員通過加速踏板操縱，通過改變發動機的進氣量來控制發動機的運轉，不同的節氣門開度標志著發動機不同的運轉工況。為了使噴油量滿足不同工況的要求，電控發動機在節氣門上裝有節氣門位置傳感器，它可以把節氣門開度轉換成電壓信號并輸送給ECU，作為判定發動機運轉工況的依據。節氣門位置傳感器安裝在節氣門軸的一端，常見有開關式、滑動電阻式、綜合式等幾種結構形式。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修1）開關式節氣門位置傳感器開關式節氣門位置傳感器如圖所示，其內部有兩副觸點——怠速開關觸點IDL和全負荷開關觸點PSW，一個和節氣門軸聯動的凸輪控制觸點的開啟和閉合。當節氣門處于全關閉位置時怠速觸點閉合，ECU判定發動機處于怠速工況，從而按怠速工況的要求控制噴油和點火；當節氣門打開至一定角度時全負荷觸點閉合，ECU進行全負荷加濃控制。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修2）滑動電阻式節氣門位置傳感器滑動電阻式節氣門位置傳感器的設計避免了開關式節氣門傳感器只能檢測發動機怠速工況和全負荷工況的弊端，這種傳感器采用滑動電阻，可以獲得節氣門開關從全閉到全開連續變化的信號，從而更精確地判斷發動機的運行工況，控制電路，如圖5.43所示。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修3）綜合式節氣門位置傳感器綜合式節氣門位置傳感器是在滑動式節氣門傳感器的基礎上加裝了一個怠速開關。怠速時怠速觸點閉合，輸出怠速工況信號，其他工況節氣門位置傳感器信號電壓隨節氣門開度的增大而隨之升高，控制電路如圖5.44所示節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修原理節氣門全閉全開

VTA0V5V

IDL閉合（0V）斷開（12V）

VC5VE搭鐵

節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修4、電子節氣門節氣門的作用是控制發動機的進氣流量，決定發動機的運行工況。駕駛員通過操作加速踏板來操縱節氣門開度。操縱節氣門開度就能控制可燃混合氣的流量，改變發動機的轉速和功率，以適應汽車行駛的需要。傳統節氣門采用剛性連接，如圖所示。即通過拉桿或拉索傳動連接加速踏板和節氣門的機械連接方式，因此節氣門開度完全取決于加速踏板的位置，即駕駛員的操作意圖，但從動力性和經濟性角度來看，發動機并不總是完全處于最佳運行工況，而且駕駛員的誤操作也給安全性帶來隱患。電子節氣門（EGAS）與傳統節氣門比較，采用柔性連接，即用電纜線來代替拉索或者拉桿，通過電控單元控制節氣門快速精確地定位，如圖5.52所示。它的優點在于能根據駕駛員的需求愿望以及整車各種行駛狀況確定節氣門的最佳開度，保證車輛最佳的動力性和燃油經濟性，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。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修（1）電子節氣門系統的基本結構主要包括：①加速踏板位置傳感器加速踏板位置傳感器由兩個無觸點線性電位器傳感器組成，如圖5.53所示。在同一基準電壓下工作，基準電壓由ECU提供。隨著加速踏板位置的改變，電位器阻值也發生線性的變化，由此產生反應加速踏板下踏量大小和變化速率的電壓信號輸入ECU，如圖5.54所示。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修②節氣門位置傳感器和踏板位置傳感器類似，節氣門位置傳感器也是由兩個無觸點線性電位器傳感器組成，如圖5.55所示。且由ECU提供相同的基準電壓。當節氣門位置發生變化時，電位器阻值也隨之線性地改變，由此產生相應的電壓信號輸入ECU，該電壓信號反映節氣門開度大小和變化速率，如圖5.56所示。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修③節氣門控制電動機節氣門控制電動機一般選用步進電動機或直流電動機，經過兩級齒輪減速來調節節氣門開度。早期以使用步進電動機為主，步進電動機精度較高、能耗低、位置保持特性較好，但其高速性能較差，不能滿足節氣門較高的動態響應性能的要求，所以現在比較多地采用直流電動機，直流電動機精度高、反應靈敏、便于伺服控制，如圖5.57所示。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修④控制單元（ECU）

控制單元（ECU）是整個系統的核心，包括兩部分：信息處理模塊和電動機驅動電路模塊。信息處理模塊接受來自加速踏板位置傳感器的電壓信號，經過處理后得到節氣門的最佳開度，并把相應的電壓信號發送到電動機驅動電路模塊。電動機驅動電路模塊接受來自信息處理模塊的信號，控制電動機轉動相應的角度，使節氣門達到或保持相應的開度。電動機驅動電路應保證電動機能雙向轉動。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修（2）電子節氣門系統的工作原理電子節氣門系統的工作原理如下：駕駛員操縱加速踏板，加速踏板位置傳感器產生相應的電壓信號輸入節氣門控制單元，控制單元首先對輸入的信號進行濾波，以消除環境電磁波的影響，然后根據當前的工作模式、踏板移動量和變化率解析駕駛員意圖，計算出對發動機轉矩的基本需求，得到相應的節氣門轉角的基本期望值。然后再經過CAN總線和整車控制單元進行通訊，獲取其他工況信息以及各種傳感器信號如發動機轉速、檔位、節氣門位置、空調能耗等等，由此計算出整車所需求的全部轉矩，通過對節氣門轉角期望值進行補償，得到節氣門的最佳開度，并把相應的電壓信號發送到驅動電路模塊，驅動控制電動機使節氣門達到最佳的開度位置。節氣門位置傳感器則把節氣門的開度信號反饋給節氣門控制單元，形成閉環的位置控制。

節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修節氣門驅動電動機一般為步進電動機或直流電動機，兩者的控制方式也有所不同。驅動步進電動機常采用H橋電路結構，控制單元通過發出的脈沖個數、頻率和方向控制電平對步進電動機進行控制。電平的高低控制步進電動機轉動的方向，脈沖個數控制電動機轉動的角度，即發出一個脈沖信號，步進電動機就轉動一個步進角，脈沖頻率控制電動機轉速，轉速與脈沖頻率成正比。因此，通過對上述三個參數的調節可以實現電動機精確定位與調速。控制直流電動機采用脈沖寬度調制（PWM）技術，其特點是頻率高，效率高，功率密度高，可靠性高。控制單元通過調節脈寬調制信號的占空比來控制直流電動機轉角的大小，電動機方向則是由和節氣門相連的復位彈簧控制的。電動機輸出轉矩和脈寬調制信號的占空比成正比。當占空比一定，電動機輸出轉矩與回位彈簧阻力矩保持平衡時，節氣門開度不變；當占空比增大時，電動機驅動力矩克服回位彈簧阻力矩，節氣門開度增大；反之，當占空比減小時，電動機輸出轉矩和節氣門開度也隨之減小。

ECU對系統的功能進行監控，如果發現故障，將點亮系統故障指示燈，提示駕駛員系統有故障。同時電磁離合器被分離，節氣門不再受電動機控制。節氣門在回位彈簧的作用下返回到一個小開度的位置，使車輛慢速開到維修地點。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修（4）節氣門位置傳感器的檢修1）開關型節氣門位置傳感器的檢修開關型節氣門位置傳感器常見的故障是觸點接觸不良。若怠速觸點接觸不良，則無怠速信號，會引起怠速不穩或無怠速；若功率觸點接觸不良，則無全負荷信號，會引起加速困難。開關型節氣門位置傳感器結構簡單，只需測量其怠速觸點和功率觸點的通斷情況即可判定其好壞。怠速觸點在節氣門全閉時應閉合，節氣門略打開時即斷開。閉合時端子IDL與El之間的電阻應為零，斷開時端子IDL與E1之間的電阻應為無窮大，否則為怠速觸點故障。功率觸點在節氣門開度小于50％時應斷開，開度超過50％時應閉合。同樣在閉合時端子Psw與E1之間的電阻應為零，斷開時端子PSW與E1之間的電阻應為無窮大，否則為功率觸點故障。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修2）線性節氣門位置傳感器的檢修線性節氣門位置傳感器的常見故障是滑片電阻值不準確、可動觸點(觸臂)與滑片電阻接觸不良等。滑片電阻值不準確會使節氣門位置傳感器的節氣門開度信號不正確，從而造成發動機怠速過高或過低，發動機加速不良等故障；可動觸點(觸臂)與滑片電阻接觸不良會使節氣門開度信號時通時斷，從而造成發動機加速性能時好時壞，一般用示波器很容易檢測這種故障。線性節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線的節氣門位置傳感器比3線的僅多一副怠速觸點。節氣門位置傳感器與ECU的連接如圖所示。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修①萬用表檢測A、3線的線性節氣門位置傳感器脫開節氣門位置傳感器插頭，接通點火開關，測量線束處A端子電壓，應為5V。緩慢打開節氣門，測量節氣門位置傳感器B、C腳的電阻值，應該連續變化。插上插頭，接通點火開關，測量B、C腳的信號電壓。當節氣門關閉時信號電壓為0.5V，隨著節氣門緩慢打開，信號電壓應從0.5V逐漸升高至節氣門全開(WOT)時的4.5V。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修B、4線線性節氣門位置傳感器如圖5.66b)所示。元件檢測：各端子之間電阻值如下。閉：IDL-E20ΩVTA-E2電阻較小全開：IDL-E2無窮大ΩVTA-E2電阻大閉-全開：VTA-E2電阻逐漸增大在線檢測：打開點火開關，發動機不起動。閉-全開：VTA-E2電壓逐漸增大如不正常，則檢查節氣門位置傳感器與ECu之間的線路。若線路正常，應檢查ECU的搭鐵電路或電源電路。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修②示波器檢測把示波器的負極檢測探針連接到節氣門位置傳感器(TPS)的負極搭鐵線、發動機的缸體或蓄電池負極接線柱上；把示波器的正極檢測探針連接到傳感器的信號輸出端子上。測試時，打開點火開關，但不要啟動發動機，用均勻的速度慢慢打開節氣門，保持一定開度后，再以同樣的速度慢慢關閉節氣門，此時傳感器應輸出理想的波形,如圖5.67a)所示。圖5.67b)所示為有故障節氣門位置傳感器波形。節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修傳感器接腳條件標準電阻（kΩ）標準電壓(V)IDL-E2節氣門全閉≤0.50節氣門打開∞9~14VC-E23.1~7.24.5~5.5VTA-E2節氣門全閉0.34~6.300.3~0.8節氣門全開2.4~11.23.2~4.9節氣門從全閉到全開逐漸增大逐漸增大豐田2JZ－GE節氣門位置傳感器的標準值節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修故障分析節氣門位置傳感器失效起動困難，怠速不穩，易熄火當節氣門位置傳感器信號故障，ECU無法確認發動機工況，不能精確控制噴油量。ECU通常按節氣門開度為0°或25°設定或根據發動機轉速和進氣流量代替（M3.8.2）節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修8A-FE發動機節氣門位置傳感器歐姆表測量每個端子之間的電阻:VTA-E20.2~6kΩ

節氣門全關0.2~0.9VVTA-E21~10kΩ

節氣門全開

4.0~4.9VVC-E21.5~3kΩ

4.5~5.5v節氣門體和節氣門位置傳感器結構與檢修案例：節氣門位置傳感器損壞車型：旁蒂克車故障：怠速低且不穩，行駛時正常，行駛時踩制動發動機轉速下降直至熄火。檢查：行駛時正常說明噴油、點火基本正常，用診斷儀讀取發動機數據，發現怠速時節氣門位置傳感器信號0．82V（標準為0．5v），踩下加速踏板，節氣門位置傳感器信號連續上升，放開加速踏板信號又回至0．82V，這說明節氣門位置傳感器信號錯誤。檢查發現節氣門位置傳感器損壞，更換后恢復正常。分析：0．82v即告之控制電腦目前發動機處于小負荷狀態，熱車后發動機控制系統處于閉環控制，根據氧傳感器信號修正噴油量，使空燃比在14．7附近，使實際怠速時混合氣稀，從而怠速低，甚至