汽車發動機電控系統新技術分析

黨超

摘 要：汽車發動機電控系統對一輛汽車的性能影響越來越重要，當前對汽車發動機的改進主要集中在其電控系統，因此，對該方面的研究顯得特別重要。文章對發動機電控系統的組成及工作原理進行了分析，對發動機電控系統的一些新技術進行了研究，為發動機電控系統的進一步研究提供了一些理論依據。關鍵詞：汽車發動機;電控系統;新技術中圖分類號：U464 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2019）01-107-02

New Technology Analysis of Automotive Engine Electronic Control System

Dang?Chao

（College of Mechanical and Electrical Engineering Yangling Vocational and Technical College， Shaanxi Yangling 712100）

Abstract：?The electronic control system of automobile engine is more and more important to the performance of automobile. At present， the improvement of automobile engine mainly focuses on its electronic control system. Therefore， the research on this aspect is particularly important. In this paper， the composition and working principle of the automobile engine electronic control system were analyzed， some new technologies of the engine electronic control system were studied， which provide some theoretical basis for further research of the automobile engine electronic control system.Keywords：?automobile engine; electronic control system; new?technologyCLC NO.： U464 ?Document Code： A ?Article ID：?1671-7988（2019）01-107-02

引言

發動機為汽車提供動力，是汽車最重要的部件，它的良好運轉決定著整個汽車的行駛性能^[1-3]，而作為發動機大腦的電控系統，其重要性越來越凸顯出來，它的優點有：提高發動機燃油經濟性、增強發動機的工作效率、任何工況下發動機都能處于最佳工作狀態、使各可燃混合氣更加均勻、冷起動性和加速性能較好、降低排放污染。隨著電控系統新技術的不斷發展，會越來越將汽車的性能提高到一個嶄新的高度，如果其中某一系統出現問題，發動機便出現故障^?[4-5]。本文對汽車發動機電控系統的組成及工作原理進行分析，然后對一些電控系統的新技術進行研究，希望對以后的研究可以有一些參考作用。

1 汽車發動機電控系統組成及工作原理

發動機電控制系統由傳感器、ECU、執行器組成。傳感器檢測發動機運行參數，并轉換成電信號輸送至控制單元，傳感器數量越多，檢測越精確。ECU給各種傳感器提供參考電壓，接收傳感器的輸入信號，分析計算后產生輸出信號送到執行器。執行器接收控制單元的輸出信號，產生執行動作，實現各種控制，由燃油泵、噴油嘴、點火線圈或點火控制器、怠速閥、EGR閥、EVAP閥等組成，執行器數量越多，功能越強。當汽車行駛時，ECU根據傳感器收集到的發動機運行時的各種信號，進行計算，并判斷發動機運行情況，并與自身存儲的數據進行比對，時時進行調整，以控制發動機處于最佳工作狀態，實現效率最大化。

2 發動機電控系統新技術

2.1 渦輪增壓技術

渦輪增壓器是現有技術下唯一能使發動機在“工作效率不變”的情況下增加“輸出功率”的機械裝置。渦輪增壓器由廢氣推動的渦輪機、壓縮進入氣缸空氣的壓縮機以及中間部分組成。廢氣渦輪增壓器原理是通過壓氣機壓縮由空氣濾清器進來的空氣，進而增大進氣歧管的進氣壓力，當進氣門打開時，進入氣缸的進氣量增加，從而使可燃混合氣更充分的燃燒。相比無增壓的汽油機，帶廢氣增壓的汽油機功率提高10%～40%，扭矩提升20%～30%，油耗降低5%，此外還降低排放、減少環境污染、提高動力和性能，進行高原功率補償。

2.2 可變進氣歧管

可變進氣歧管是根據發動機不同轉速進行進氣管的長度或截面積的改變，提高發動機的功率。可變進氣歧管的特點是自然進氣的汽油發動機中，較長的進氣歧管低速高扭矩，高速低功率;較短的進氣歧管正好相反，低速小扭矩，高速大功率。利用可變進氣系統，可以達到低速高扭矩，高速大功率的可變進氣歧管有三種：（1）可變長度進氣歧管;（2）可變截面進氣歧管;（3）共鳴進氣。

2.3 可變配氣相位

發動機的配氣相位負責向氣缸提供汽油燃燒做功所必須的新鮮空氣，并將燃燒后的廢氣排出，這一套動作可以看做是人體吸氣和呼氣的過程。從工作原理上講，配氣相位機構的主要功能是按照一定的時限來開啟和關閉各氣缸的進、排氣門，從而實現發動機氣缸換氣補給的整個過程。而可變配氣相位的功能就是隨發動機轉速而改變氣門的行程和氣門開啟關閉的時間，其中有兩種方法，一是發動機低轉速時使用短行程氣門推遲開啟，二是高轉速時使用長行程氣門提前開啟。發動機可變氣門正時技術是近些年來被逐漸應用于現代轎車上的新技術的一種，該技術在發動機運行工況范圍內提供最佳的配氣正時。

2.4 缸內直噴技術

缸內直噴技術又稱燃料分層噴射技術，將燃油由噴油嘴直接噴入缸內，它實現了在同等排量下發動機動力性和燃油經濟性的完美結合，是直噴式汽油發動機領域的一項創新的革命性技術。該技術可以進一步提高汽油機熱效率與降低汽油機排放，尤其是低負荷下的燃油消耗降低、動力顯著提升。缸內直噴技術采用了兩種不同的燃燒模式，即均質燃燒模式和分層燃燒模式。均質燃燒模式是指在進氣行程后期向燃燒

室內噴入燃油，在進氣行程與壓縮行程中完成與空氣的充分混合，并在點火時刻使缸內形成較為均勻的混合氣，確保穩定點火。分層燃燒模式是指在壓縮行程噴入燃油，隨著壓縮行程的進行，燃油與空氣混合，直至點火時刻，從火花塞處至缸壁，燃油濃度由濃到稀，保證有效點火，火焰傳播也正常，從而提高燃油經濟性。而傳統的汽油發動機是將汽油噴射到進氣管中，與空氣混合后再進入氣缸內燃燒，優化啟動時不穩定循化的排放和輸出。

雖然有許多優點，也存在一些缺點。因為是新技術，研發成本很大，對于車主來講較傳統電噴車需要更加頻繁更換火花塞等零部件。對燃油質量要求比較高，需要使用更高標號的燃油，無形中增加了車主的用車成本。缸內直噴發動機比傳統電噴發動機更容易產生積碳，車主需要使用價格昂貴的缸內直噴發動機專用添加劑來解決積碳困擾。

2.5 創新的溫度管理系統

創新的溫度管理是電子控制系統，它負責對發動機產生的熱流進行最優分配。調節是由溫度（熱度）控制器來執行的，這個控制器是一個新開發的軟件模塊，該模塊完全集成在發動機控制單元內。發動機創新的溫度管理系統的特點是發動機的預熱時間縮短和通過發動機溫度的調節來實現降低油耗。

3 結論

發動機電控系統是目前汽車發展的重點，它決定著發動機能否快速響應電控系統命令，能否給駕駛員一個好的駕駛體驗。本文主要對發動機電控系統進行了研究分析，得出了其組成及控制系統的具體工作過程，最后對發動機電控系統的一些新技術進行分析。本文的工作為后續對發動機電控系統的研究提供一定的參考。

參考文獻

[1]?鄭太雄，張瑜，李永福.汽車發動機失火故障診斷方法研究綜述[J]. 自動化學報， 2017， 43（4）： 509-527.

[2]?吳創.汽車發動機故障維修技術應用分析[J].內燃機與配件，2017?（10）： 63-64.

[3]?薛鵬.汽車發動機新技術的開發與展望[J].山東工業技術，2016?（24）：249-249.

[4]?孫自文，程小衛.汽車發動機電控系統傳感器故障檢測方法研究[J].南方機械， 2017（23）： 203-205.

[5]?孫興福.汽車發動機電控系統常見故障[J].汽車運用，2017（6）：43-?43.