怠速裝置的應用分類
時代劃分:
1. 化油器時代:怠速螺絲、石蠟式怠速閥、熱偶片式怠速閥
2. 噴射器時代:
機械噴射: 石蠟式怠速閥、熱偶片式怠速閥
電子噴射: (1)D-type::直動式電磁閥、
石蠟式怠速閥、
熱偶片式怠速閥
(2)L-type:石蠟式怠速閥、
熱偶片式怠速閥
(3)LH-type:旋轉式電磁閥
3. 電子式時代:步進馬達怠速閥
輔助空氣閥門 (Idle Air Controlled Valve)
功能:
在冷車時或汽車尚未到達工作溫度時,藉由依附進氣歧管旁的旁支通道,增加空氣的流量以穩定怠速或增加怠速。
(1) 怠速螺絲
調整螺絲的開度 (手動),決定空氣流量進入旁通道的多寡。
(2)熱偶片式輔助空氣閥
冷車時,電熱絲尚未加熱達一定溫度,故簧片不彎曲,
空氣通道開。
熱車時,電熱絲加熱達一定溫度,簧片彎曲,與閥片分離,
而聯結在閥片底部的彈簧將閥片下拉,空氣通道關
閉。
熱偶片式輔助空氣閥的動作由加熱線圈和引擎水溫決定。
水溫 < 20℃,閥門全開
水溫 >60℃,閥門關閉
(3)石蠟式輔助空氣閥
石蠟體會根據引擎工作水溫,來推動前方閥門,藉以控制旁支通道的開口大小,決定空氣的流量。
(4)直動式電磁閥( on/off Vaccum Switch Valve)
作用原理及構造:
根據信號,只有通電(開)或斷電(關)兩種。
通電,則電磁線圈將閥體向上提起,空氣通道開啟。
斷電,則失去電磁力,彈簧將閥體推回原位,空氣通道關閉。
磁力的大小: F=(〖(NI)〗^2* μ_0 *A)/(2δ^2 )
N:線圈匝數、I:電流大小、
μ_0:真空磁導率4π∗〖10〗^(-7)、
A:導線截面積、δ:導線長度
怠速中的運作圖:
此時閥體因電磁力作用而開啟,則空氣可經旁通道流過,
增加空氣流量。一旦斷電,則旁通道關閉。
(5)旋轉式電磁閥(Duty Control Rotary Solenoid IAC System)
主要結構及工作原理:
由兩組線圈組成及一永久磁鐵組成,
A線圈給轉子順時鐘(打開方向)的轉矩
B線圈給轉子逆時鐘(關閉方向)的轉矩,
則根據ECU輸給的占空比(PWM)信號,
來控制A、B平均通電時間的長短,藉以決定
控制閥的開度大小
A、B所產生的轉矩大小為
T = KIB ( N∙m)
占空比(PWM)示意圖:
結構圖:
(6)步進馬達怠速閥(Step Motor IAC System)
如圖所示,安置步進馬達在旁通空氣道中再由ECU供給的脈衝訊號
來控制其空氣通道的開口大小。
一般而言,汽車所用的步進馬達,其步進階數約為125左右,
可精準的控制空氣的流量大小。
步進馬達的基本原理介紹:
步進馬達依定子線圈的相數不同,可分成二相、三相、四相、五相。
激磁方式(步進馬達前進一步級的方式):
圖(a),A磁極通電,此時與定子的磁通量為最大
圖(b),A磁極斷電,換B磁極通電,此時可發現到磁力線是扭曲的,又因磁力線會傾向於走磁阻最小的路徑,
故其會產生一反時針的扭矩。
圖(c),此時磁阻最小,磁通量最大,為穩定狀態。從圖(a)至圖(c)的過程稱為
”一個基本步級角”
而步進馬達的精密與否就在於步級角度的大或小。
例如:今有一步進馬達,其定子數目為12個,包含A、B、C共有3組線圈繞組
,轉子有8個凸極,則步進馬達每一轉動角度為:
θ= (360°)/(( 線圈組數(相數)∗轉子凸極數))
→ 360°/3*8 = 15° 意味著,接受一脈波,則步進馬達轉動15°
所以,若以車用步進馬達為例,通常會有125個步級,則一基本步級角為
360°/ 125 = 2.88°,表示接受一脈衝的話,步進馬達轉動 2.88°,
此數據對空氣流量的控制已是相當精密的了。
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