曾教授與古董保時捷

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。