如何解决由怠速步进电机引发的故障?

维修电喷汽油车电器故障时， 经常会遇到由怠速步进电机引发的各种故障。 怠速步进电机是控制电喷发动机怠速的一种部件， 也是电喷发动机故障率最高的部件。 有些怠速故障还比较难判断， 属于疑难故障。 步进电机式怠速系统在国产微型车中应用最广。

步进电机式怠速系统的工作原理为： 由步进电机控制怠速进气孔的截面积来控制发动机进气管的进气量， 通过进气压力传感器来感应进气管的进气压力， 把进气压力信号送到控制单元后， 再由控制单元判断出进气量或发动机负荷， 最后计算出喷油量， 完成发动机的怠速功率控制。

怠速步进电机的内部结构分为转子、 定子、 螺纹传动机构等3部分。 定子由两组线圈构成， 转子由永磁体构成， 其上有两个磁极。 怠速步进电机其实就是双相四线 （或者六线） 的步进电机。 也就是说， 我们制作一个可以单独控制怠速步进电机的装置， 利用双相四线四拍控制时序来驱动怠速步进电机， 迅速判断怠速步进电机的好坏， 评估怠速步进电机的性能。 因此笔者设计本电路， 并通过本文讲述其工作原理及制作方法， 希望对广大同行检修怠速步进电机故障有所帮助。

1 使用方法

我们可以直接在车上连接本装置， 通过本装置的正/反向驱动功能直接驱动怠速电机， 通过调整并感受发动机怠速的变化来初步判断怠速电机的好坏。 还可以将怠速电机拆下来， 或者找来以前替换下的各种废旧怠速电机， 不用安装在发动机上， 脱机测试怠速电机。 当连接并启动本装置往复运动功能时， 正常的怠速电机的进气调整阀芯会产生往复运动， 我们可以观察往复运动有无丢步、 卡滞等现象来判断怠速电机的性能。 甚至还可以利用本装置的往复运动功能来清洗和简单地维修怠速步进电机， 使废旧零件得到修复， 恢复到完好状态。

本装置内部电路主要由5V稳压电源、 单片机及步进电机专用驱动等组成。 有电子基础同行可以很容易制作， 无须调试。 所有电子元件全国各大电子市场均有售， 成本在百元以内。 所需元件如表1所示， 制作后成品如图1所示。

2 工作原理

怠 速 电 机 测 试器电路原理图如图2所示。 由车辆蓄电池或稳压电源输出的12 V直 流 ， 经 熔断丝F1连接怠速电机测试器， 电源经内部开关K4极性保护二极管D1分两路：一 路 为 IC2L298N提 供 主 驱 动 电 源 ，C4、 C5为滤波电容； 另一路经IC4LM7805由IC4的3脚输出直流5V， 经C2、 C3滤波， 为IC1AT89C51、IC2L298N、 IC374HC573提供5 V工作电压 （IC1为ATMEL公司生产的8位单片机， 有单片机基础的同行也可以选用AT89C2051等单片机）。 当IC1的40脚得到5V供电后， 9脚得到由C1充电初期产生的5V。

当C1充电完成， 转换成低电平， IC1复位完成， 内部程序开始运行。当按下K2（电机正转 ， 伸出 ） 时 ， IC1的37脚由高电平变为低电平， IC1内部程序产生步进电机正转控制时序， IC1的32~35脚输出， 连接IC3（IC3为8位锁存器芯片， 在本电路中未使用锁存器功能只作为缓冲隔离作用）。 由IC3的16~19脚输出控制电平， 接步进电机驱动专用芯片IC2的5、 7、 10、12脚 。 由IC2的2、 3、 13、 14脚驱动怠速步进电机两组线圈产生步进角动作正转。 如果K2一直按下不松开， IC1会一直输出正转时序， 使怠速步进电机正转而伸出。 当松开K2时， K2断开， IC1的37脚低电平变为高电平， IC1停止输出， 怠速步进电机停止正转动作。

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