怠速控制执行器
（一）步进电动机式怠速控制阀
1.步进电动机式怠速控制阀的安装位置
步进电动机式怠速控制阀安装在节气门体上，控制阀伸入设在怠速空气道内的阀座处，如图6-4所示。
2.步进电动机式怠速控制阀的结构
步进电动机式怠速控制阀是将步进电动机与怠速控制阀做成一体，装在进气总管内，结构如图6-5所示。
（1）步进电动机
步进电动机主要由转子、定子和轴承组成，是一种非连续转动的控制执行机构，并且可根据ECU控制信号实现正、反转。
（2）怠速控制阀
进给丝杆的一端通过阀轴与阀门连在一起，进给丝杆的螺纹端旋入步进电动机转子内。
转子旋转时，进给丝杆受到挡板的进给丝杆上下运动的约束而不能随转子一起旋转，只能沿轴向上下运动，并带动阀门一起做轴向运动，使阀门与阀座之间的相对距离发生变化，也使旁通空气通道的通过截面积发生变化，起到调节流过旁通气道空气量的作用。
图6-4 步进电动机式怠速控制阀安装位置示意图
图6-5 步进电动机式怠速控制阀结构图
3.步进电动机式怠速控制阀的工作原理
图6-6所示为步进电动机式怠速控制阀的典型控制电路。
当需要调整怠速时，怠速控制系统通过ECU内部的步进电动机驱动电路使步进电动机的4个绕组依次通电，使步进电动机顺时针或逆时针方向转动转子，控制阀移进或移出，增加或减小控制阀与阀座之间的间隙，以调节允许通过的空气量。
主继电器控制电路的作用是：当点火开关关断时，使ECU继续通电2 s，以便使ECU完成启动初始位置的设定。在点火开关断开后的这2 s内，步进电动机在ECU的控制下转动，使旁通空气通道的通过截面积开启至最大，为下次启动做好准备。
（二）旋转滑阀式怠速控制阀
1.旋转滑阀式怠速控制阀结构
旋转滑阀式怠速控制阀主要组成如图6-7所示，主要由永久磁铁、电枢、旋转滑阀、螺旋回位弹簧、电刷等组成。
图6-6 步进电动机式怠速控制阀控制电路图
2.旋转滑阀式怠速控制阀连接关系
控制阀安装在阀轴的中部，阀轴的一端装有圆柱形永久磁铁，永久磁铁对应的圆周位置上装有位置相对的两个线圈，如图6-8所示。
3.旋转滑阀式怠速控制阀工作原理
旋转滑阀式怠速控制阀工作原理如图6-9所示。
①旋转滑阀固装在电枢轴上，与电枢轴一起转动。ECU首先根据各传感器的输入信号采用占空比控制方式控制线圈L1和L2的导通与截止，进而控制电枢轴（滑阀）的偏转角，以此改变旁通气道截面的大小，调节怠速时的空气量，调整发动机的怠速转速。
图6-7 旋转滑阀式怠速控制装置
图6-8 旋转滑阀式怠速控制阀连接关系图
线圈L1和L2的两端与电刷滑环相连接，经电刷引出与ECU相连接。
②电枢轴上的电刷滑环与电机换向器结构类似，它由3段滑片围合而成，分别与一个电刷相接触。电枢绕组线圈L1和L2的两端分别焊接在相应的滑片上。
③由ECU控制两个线圈的通电或断电，改变两个线圈产生的磁场强度，与永久磁铁形成的磁场相互作用，即可改变控制阀的位置，调节怠速空气口的开度，以实现怠速空气量的控制。
图6-9 旋转滑阀式怠速控制装置连接电路图
④当点火开关打开时，怠速控制装置即受蓄电池电压。电枢绕组线圈L1和L2是否通电，由ECU控制两线圈的搭铁三极管VT2和VT1的通断决定。
由于占空比控制信号和三极管VT1的基极之间接有反向器，所以三极管VT1和VT2集电极的输出相位相反，使两个电枢绕组总是交替地通过电流；又因两组线圈绕向相反，所以电枢上交替产生方向相反的电磁力矩。由于电磁力矩交变的频率（约250 Hz）较高，且电枢转动具有一定的惯性，所以旋转滑阀根据控制信号的占空比摆到一定的角度即处于稳定状态。
⑤当占空比为50%时，线圈L1和L2的平均通电时间相等，两者产生的电磁力矩抵消，电枢轴停止偏转。当占空比小于50%时，线圈L1的平均通电时间长，其合成电磁力矩使电枢带动旋转滑阀顺时针偏转，空气旁通气道截面变小，怠速降低；反之，当占空比大于50%时，空气旁通气道截面变大，怠速升高。占空比的范围为18%（旋转滑阀关闭）～82%（旋转滑阀达到最大开度），滑阀的最大偏转角度限制在90°以内。
对旋转滑阀式怠速控制装置来说，滑阀的偏转角度由两组线圈的通电时间比例（即由控制脉冲的占空比）确定。ECU对旋转滑阀式怠速控制装置的控制内容主要包括启动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制，具体内容与步进电动机式基本相同。
图6-10 占空比型怠速控制阀结构图
（三）占空比型怠速控制阀
1.占空比型怠速控制阀结构
占空比型怠速控制阀主要由控制阀、阀杆、线圈、弹簧组成，如图6-10所示。
2.占空比型怠速控制阀连接关系
控制阀与阀杆制成一体，当线圈通电时，线圈产生的电磁力将阀杆吸起，使控制阀打开。控制阀的开度取决于线圈产生的电磁力大小。
3.占空比型怠速控制阀工作原理
怠速控制阀工作时，ECU向电磁线圈通以占空比可调的脉冲信号。因此，线圈中的平均电流取决于控制信号的占空比，而平均电流的大小又决定了电磁阀的开度和发动机怠速的高低。
占空比越大，线圈中平均电流就越大，线圈吸力强，阀门升程高，开度大，旁通空气量大，怠速高，反之怠速低。
占空比控制电磁阀型怠速控制系统的控制内容同样也包括启动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制。
但由于占空比控制电磁阀型怠速控制系统旁通空气量少，在采用此种控制阀的怠速控制系统中，仍需要快怠速控制阀辅助控制发动机暖机过程的空气供给量。
4.快怠速控制阀的结构工作原理
快怠速控制阀的结构工作原理如图6-11所示。
图6-11 快怠速控制阀结构图
快怠速控制阀的结构主要由石蜡感温器、控制阀和弹簧等组成。
在发动机启动后的暖机过程中，冷却液温度较低时，石蜡收缩，控制阀在弹簧的作用下打开，增加怠速供给的空气量，使发动机快怠速运转。
随着温度的升高，石蜡膨胀，推动连接杆使控制阀开度逐渐减小，怠速转速逐渐下降。发动机达到正常工作温度后，控制阀将完全关闭其空气通道，发动机恢复至正常怠速。