機(jī)械電子在汽車發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用

匡淑梅

[摘 要]在現(xiàn)代汽車上，電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，今天的汽車已經(jīng)進(jìn)人了電腦控制的時代。電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為汽車技術(shù)性能的提高，經(jīng)濟(jì)性和舒適性的改善，乃至對減少汽車廢氣污染都創(chuàng)造了良好的條件。汽車電子化被認(rèn)為是汽車技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的一次革命，汽車電子化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志，是用來開發(fā)新車型，改進(jìn)汽車性能最重要的技術(shù)措施。

[關(guān)鍵詞]電子控制技術(shù)；汽車發(fā)動機(jī)；應(yīng)用

中圖分類號：F416.44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）21-0398-01

1 汽車發(fā)動機(jī)基本原理和構(gòu)造

當(dāng)今世界上的汽車發(fā)動機(jī)工作過程基本上都由四個沖程組成，即進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣。利用燃料和空氣的混合氣在氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體的膨脹，發(fā)動機(jī)借助于曲柄連桿機(jī)構(gòu)通過曲軸對外輸出扭矩而作功。發(fā)動機(jī)按照所用燃料可分成汽油機(jī)、柴油機(jī)和燃?xì)獍l(fā)動機(jī)；按照點火方式可分成點燃式和壓燃式；汽油機(jī)按照空氣和燃油的比例可分成理論當(dāng)量燃燒和稀薄燃燒；按照汽油噴射地點可分成中央噴射、進(jìn)氣口噴射和缸內(nèi)噴射。

發(fā)動機(jī)的各個部分按其功能可分成燃油供應(yīng)系統(tǒng)、進(jìn)氣排氣系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、曲柄連桿傳動機(jī)構(gòu)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)如發(fā)電機(jī)、起動機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)和各種泵等。

發(fā)動機(jī)工況可分成冷起動、起動后、暖機(jī)、怠速、部分負(fù)荷、全負(fù)荷、加速、減速和倒拖滑行等。這些工況主要根據(jù)負(fù)荷與轉(zhuǎn)速，結(jié)合發(fā)動機(jī)溫度（即冷卻液溫度）來區(qū)分。

2 發(fā)動機(jī)采用電子控制是必然趨勢

由于汽車的保有量不斷增加，人們對生活質(zhì)量也越來越注重，因而，汽車排放的有害氣體對大氣的污染日益引起人們的重視，特別是在美國洛杉礬以及日本東京發(fā)生光化學(xué)煙霧事件后，造成很大影響。一些發(fā)達(dá)國家的政府開始研究制定法規(guī)對汽車的排放進(jìn)行限制。美國、日本及歐洲一些國家在20世紀(jì)60年代末相繼提出限制排放的法規(guī)，而且不斷地嚴(yán)格。美國有的州甚至還提出了低污染或無污染車的要求。這樣日趨嚴(yán)格的要求，用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是無法達(dá)到的，于是電子技術(shù)起了很大的作用。也可以說是排放法規(guī)推動了電子技術(shù)在發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用，大量采用電子控制是從發(fā)動機(jī)管理開始的。

3 電子控制技術(shù)在汽車發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用

3.1 冷起動控制

發(fā)動機(jī)起動時，由起動機(jī)帶動發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)速很低，轉(zhuǎn)速的波動變化也很大，因此這時空氣流量傳感器所測得的進(jìn)氣量信號的誤差很大?；谶@個原因，在發(fā)動機(jī)起動時候，電腦不會依據(jù)空氣流量傳感器的信號來計算噴油量，而是按預(yù)先設(shè)定的起動程序來進(jìn)行噴油控制。電腦根據(jù)點火開關(guān)及轉(zhuǎn)速信號，來確定發(fā)動機(jī)是否處于起動狀態(tài)，以決定是否按起動程序控制噴油。當(dāng)點火開關(guān)接通，且發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低時，電腦判定發(fā)動機(jī)處于起動狀態(tài)，從而按起動程序來計算噴油量。

在起動噴油控制程序中，電腦按發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度、發(fā)動機(jī)水溫、起動時的轉(zhuǎn)速計算出一個固定的噴油量。這一噴油量能使發(fā)動機(jī)獲得順利起動所需的濃混合氣。發(fā)動機(jī)冷車起動時，發(fā)動機(jī)溫度低，噴入進(jìn)氣道的燃油不易蒸發(fā)。為了能產(chǎn)生足夠的燃油蒸氣，形成足夠濃度的可燃混合氣，保證發(fā)動機(jī)在低溫下也能正常起動，必須進(jìn)一步增大噴油量。由電腦控制，通過增加噴油器的噴油持續(xù)時間或噴油次數(shù)來增加噴油量。所增加的噴油量及加濃持續(xù)時間完全由電腦根據(jù)進(jìn)氣溫度和發(fā)動機(jī)水溫的溫度高低來確定。發(fā)動機(jī)水溫或進(jìn)氣溫度越低，噴油量就越大，加濃的持續(xù)時間也就越長。

3.2 運(yùn)轉(zhuǎn)噴油量控制

在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，電腦主要根據(jù)發(fā)動機(jī)進(jìn)入空氣量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來計算基本噴油量。另外，電腦還要根據(jù)節(jié)氣門開度、發(fā)動機(jī)水溫、進(jìn)氣溫度、海拔高度及怠速工況、加速工況、全負(fù)荷工況、蓄電池電壓、等參數(shù)來確定噴油量的修正參數(shù)，以提高ECM的控制精度。

由于電腦要參考的參數(shù)很多，為了簡化電腦的計算程序，通常將噴油量分成基本噴油量、修正值、增量三個部分，并分別計算出結(jié)果。然后再將三個部分加在一起，作為總噴油量來控制噴油器噴油。

基本噴油量：基本噴油量是根據(jù)發(fā)動機(jī)每個工作循環(huán)的進(jìn)氣量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，按理論混合比（空燃比14.7：1）計算出的噴油量。

修正值：修正值是根據(jù)進(jìn)氣溫度、大氣壓力、蓄電池電壓等實際運(yùn)轉(zhuǎn)行參數(shù)，對基本噴油量進(jìn)行適當(dāng)修正，使發(fā)動機(jī)在不同運(yùn)轉(zhuǎn)條件下都能獲得最佳濃度的混合氣。

修正的內(nèi)容：

（1）進(jìn)氣溫度修正

因為單位容積的空氣的質(zhì)量和溫是有很多關(guān)系的，為了使電腦更加精確的控制空燃比。所以，加入了進(jìn)氣溫度傳感器來修正噴油量。

（2）大氣壓力修正

不同的海拔高度空氣中氧的含量不同，這會直接影響發(fā)動機(jī)的燃燒。

（3）蓄電池電壓修正（電壓變化時，自動對噴油脈沖寬度加以修正）

蓄電池電壓過低會影響發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的正常工作。

3.3 斷油控制

斷油控制是發(fā)動機(jī)電腦在某些些特殊工況下，暫時中斷燃油噴射，以滿足發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的特殊要求。包括以下幾種斷油控制方式：

3.3.1 超速斷油控制

發(fā)動機(jī)超速斷油是指在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過允許的最高轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)時，由發(fā)動機(jī)電腦自動中斷噴油，以防止發(fā)動機(jī)超速運(yùn)轉(zhuǎn)，造成機(jī)件損壞，也有利于減小燃油消耗量，減少有害排放物。超速斷油控制過程是發(fā)動機(jī)電腦根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器檢測到的發(fā)動機(jī)實際轉(zhuǎn)速與控制程序中設(shè)定的發(fā)動機(jī)最高極限轉(zhuǎn)速相對比。當(dāng)實際轉(zhuǎn)速超過此極限轉(zhuǎn)速時，發(fā)動機(jī)電腦就切斷噴油器的噴油脈沖，使噴油器停止噴油，從而限制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升高；當(dāng)斷油后發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降至低于極限轉(zhuǎn)速約100轉(zhuǎn)/分時，斷油控制結(jié)束，發(fā)動機(jī)電腦控制噴油器繼續(xù)噴油。

3.3.2 減速斷油控制

汽車在行駛中駕駛員突然松開油門踏板減速，但發(fā)動機(jī)仍在汽車前進(jìn)慣性的帶動下高速運(yùn)轉(zhuǎn)。因為發(fā)動機(jī)節(jié)氣門已關(guān)閉，氣缸內(nèi)進(jìn)入的混合氣數(shù)量很少，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下燃燒不完全，使廢氣中的有害排放物增多。減速斷油控制就是當(dāng)發(fā)動機(jī)在高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)中突然減速時，中斷燃油噴射，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降到設(shè)定的低轉(zhuǎn)速時再恢復(fù)噴油。目的是為了控制減速時汽車發(fā)動機(jī)有害物的排放以及減少燃油消耗，使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降，并利于汽車減速。減速斷油控制過程是由電腦根據(jù)各個發(fā)動機(jī)傳感器的參數(shù)做出的綜合判斷。

3.3.3 減扭矩斷油控制

一般裝有自動變速器的汽車在行駛過程中自動升檔時，控制變速器的電腦會通過CAN總線向汽油噴射系統(tǒng)的電腦發(fā)出減小扭矩信號。汽油噴射系統(tǒng)的電腦在收到這一信號時，會暫時中斷個別氣缸的噴油，來降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩輸出，從而減輕換檔沖擊，使升檔更加平順、柔和。

結(jié)語

在現(xiàn)代汽車上，電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，今天的汽車已經(jīng)進(jìn)人了電腦控制的時代。電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為汽車技術(shù)性能的提高，經(jīng)濟(jì)性和舒適性的改善，乃至對減少汽車廢氣污染都創(chuàng)造了良好的條件。汽車電子化被認(rèn)為是汽車技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的一次革命，汽車電子化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志，是用來開發(fā)新車型，改進(jìn)汽車性能最重要的技術(shù)措施。目前電子技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深人汽車，尤其是發(fā)動機(jī)上所有的系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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