怠速控制阀

怠速控制阀不仅集中了节气门和由怠速调整螺钉控制的旁通通道的功能，而且还能在ECU控制下，根据发动机实际工况来改变怠速时流入发动机的空气量。控制怠速空气量的执行机构大致分为两种:一种是控制节气门全关闭位置的节气门直动式，另一种是控制节气门旁通路中空气量的旁通空气式，图2-36所示为这两种执行机构的组成原理图。大多数的空气流量控制机构选用旁通空气式，而旁通空气式驱动阀门的形式又有步进电动机式、旋转滑阀式、占空比控制真空开关阀式和开关控制真空开关阀式等。

图2-36 控制怠速空气量的执行机构

(a)节气门直动式;(b)旁通空气式

1—节气门;2—发动机;3—节气门操纵臂;4—执行元件;5—加速踏板金属丝

2.5.1 步进电动机式怠速控制装置

此控制方式是通过控制步进电动机正反转来带动旁通空气阀的运动。阀的运动可以使旁通孔的流通面积发生变化，用来控制旁通空气流量，由此达到控制怠速转速的目的。控制机构简图如图2-37(a)所示，其阀芯固定在阀轴上，阀轴的另一端有螺纹，旋入步进电动机的转子中。当步进电动机通电时，转子旋转，通过丝杆来带动阀一起转动。由图中可以看出，阀芯与阀座之间的流通面积靠阀的前进与后退来调整。流通面积越大，流入进气歧管中的空气越多，怠速转速也就越高;反之，转速减小。所以，只需控制步进电动机的旋转方向及旋转量就能控制怠速转速。步进电动机的特点是它本身有几组励磁线圈，通过改变励磁线圈的通电顺序，来改变电机的旋转方向。线圈每通一次电，转子就转过一定量(一般为几度到十几度)。因此，可以很精确地调整流通面积，可以把怠速转速控制在很精确的范围内。图2-37(b)所示为步进电动机控制电路。

图2-37 步进电动机控制机构

(a)简图;(b)控制电路

1—阀座;2—阀轴;3—定子;4—轴承;5—进给丝杠;6—转子;7—阀芯

2.5.2 旋转滑阀式怠速控制装置

该控制方式与步进电动机类似，怠速转速也是通过调整旁通空气阀孔的流通面积进行调整的。阀孔的结构如图2-38(a)所示，从图中可见，依靠旋转滑阀不同的转动角度来控制阀孔流通面积，从而控制流入进气总管的空气量。阀与阀轴固定在一体，阀轴可带动阀转动来控制阀孔的面积，使流入进气总管的空气量变化。阀轴上还固定着一个圆柱形磁铁，此磁铁放在一个磁场强度及方向可变的磁场中，磁场强度变化，可使圆柱形磁铁旋转，带动阀旋转，磁场是靠通电的螺线管形成的。如图2-38(b)所示，线圈W1与线圈W2分别由ECU控制通断。当I1=I2时，W1、W2产生的磁场强度相同，作用在永久磁铁上的力相等，使磁铁及阀轴处于平衡状态。当I1增加、I2减小时，阀轴逆时针旋转;反之，顺时针旋转。

图2-38 旋转滑阀式控制机构

(a)阀孔的结构简图;(b)磁场的工作原理;(c)控制电路

1—来自空气滤清器的空气;2—至进气总管的空气;3—旁通口;4—阀;5—至P/S高怠速控制的空气

旋转电磁阀控制电路如图2-38(c)所示，两组线圈的通断由一条控制线控制，控制信号为脉冲信号，控制信号波形如图2-39(a)所示。控制信号的占空比为T1/(T1+T2)，通过控制脉冲信号的占空比，就能达到控制电磁阀旋转的目的。当占空比为50%时，两者通电时间相同，I1=I2，永久磁铁在磁场中处于平衡状态。由于两组线圈的实际控制信号同步、相位相反，在控制中T1+T2为一常数，于是当控制信号占空比变化时，W1、W2通电时间不等，两者中流过的平均电流也不同，所建立的磁场发生变化，使永久磁铁发生转动，达到新的平衡。图2-39(b)所示为不同占空比的情况下，阀轴的旋转位置，这种控制机构不需要空气阀控制快怠速。

图2-39 控制信号波形及不同占空比下阀轴旋转位置

(a)控制信号波形图;(b)不同占空比下阀轴旋转位置