汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)新技術(shù)分析

黨超

摘 要：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)對(duì)一輛汽車的性能影響越來越重要，當(dāng)前對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)主要集中在其電控系統(tǒng)，因此，對(duì)該方面的研究顯得特別重要。文章對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的組成及工作原理進(jìn)行了分析，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的一些新技術(shù)進(jìn)行了研究，為發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的進(jìn)一步研究提供了一些理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī);電控系統(tǒng);新技術(shù)中圖分類號(hào)：U464 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：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(fā)動(dòng)機(jī)為汽車提供動(dòng)力，是汽車最重要的部件，它的良好運(yùn)轉(zhuǎn)決定著整個(gè)汽車的行駛性能^[1-3]，而作為發(fā)動(dòng)機(jī)大腦的電控系統(tǒng)，其重要性越來越凸顯出來，它的優(yōu)點(diǎn)有：提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性、增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率、任何工況下發(fā)動(dòng)機(jī)都能處于最佳工作狀態(tài)、使各可燃混合氣更加均勻、冷起動(dòng)性和加速性能較好、降低排放污染。隨著電控系統(tǒng)新技術(shù)的不斷發(fā)展，會(huì)越來越將汽車的性能提高到一個(gè)嶄新的高度，如果其中某一系統(tǒng)出現(xiàn)問題，發(fā)動(dòng)機(jī)便出現(xiàn)故障^?[4-5]。本文對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的組成及工作原理進(jìn)行分析，然后對(duì)一些電控系統(tǒng)的新技術(shù)進(jìn)行研究，希望對(duì)以后的研究可以有一些參考作用。

1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)組成及工作原理

發(fā)動(dòng)機(jī)電控制系統(tǒng)由傳感器、ECU、執(zhí)行器組成。傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸送至控制單元，傳感器數(shù)量越多，檢測(cè)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(hào)，分析計(jì)算后產(chǎn)生輸出信號(hào)送到執(zhí)行器。執(zhí)行器接收控制單元的輸出信號(hào)，產(chǎn)生執(zhí)行動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)各種控制，由燃油泵、噴油嘴、點(diǎn)火線圈或點(diǎn)火控制器、怠速閥、EGR閥、EVAP閥等組成，執(zhí)行器數(shù)量越多，功能越強(qiáng)。當(dāng)汽車行駛時(shí)，ECU根據(jù)傳感器收集到的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的各種信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算，并判斷發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況，并與自身存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，時(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以控制發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)效率最大化。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)新技術(shù)

2.1 渦輪增壓技術(shù)

渦輪增壓器是現(xiàn)有技術(shù)下唯一能使發(fā)動(dòng)機(jī)在“工作效率不變”的情況下增加“輸出功率”的機(jī)械裝置。渦輪增壓器由廢氣推動(dòng)的渦輪機(jī)、壓縮進(jìn)入氣缸空氣的壓縮機(jī)以及中間部分組成。廢氣渦輪增壓器原理是通過壓氣機(jī)壓縮由空氣濾清器進(jìn)來的空氣，進(jìn)而增大進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣壓力，當(dāng)進(jìn)氣門打開時(shí)，進(jìn)入氣缸的進(jìn)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(jī)，帶廢氣增壓的汽油機(jī)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(huán)境污染、提高動(dòng)力和性能，進(jìn)行高原功率補(bǔ)償。

2.2 可變進(jìn)氣歧管

可變進(jìn)氣歧管是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速進(jìn)行進(jìn)氣管的長(zhǎng)度或截面積的改變，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率?？勺冞M(jìn)氣歧管的特點(diǎn)是自然進(jìn)氣的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中，較長(zhǎng)的進(jìn)氣歧管低速高扭矩，高速低功率;較短的進(jìn)氣歧管正好相反，低速小扭矩，高速大功率。利用可變進(jìn)氣系統(tǒng)，可以達(dá)到低速高扭矩，高速大功率的可變進(jìn)氣歧管有三種：（1）可變長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管;（2）可變截面進(jìn)氣歧管;（3）共鳴進(jìn)氣。

2.3 可變配氣相位

發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位負(fù)責(zé)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(dòng)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(jī)構(gòu)的主要功能是按照一定的時(shí)限來開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸換氣補(bǔ)給的整個(gè)過程。而可變配氣相位的功能就是隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而改變氣門的行程和氣門開啟關(guān)閉的時(shí)間，其中有兩種方法，一是發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)使用短行程氣門推遲開啟，二是高轉(zhuǎn)速時(shí)使用長(zhǎng)行程氣門提前開啟。發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)技術(shù)是近些年來被逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代轎車上的新技術(shù)的一種，該技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況范圍內(nèi)提供最佳的配氣正時(shí)。

2.4 缸內(nèi)直噴技術(shù)

缸內(nèi)直噴技術(shù)又稱燃料分層噴射技術(shù)，將燃油由噴油嘴直接噴入缸內(nèi)，它實(shí)現(xiàn)了在同等排量下發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的完美結(jié)合，是直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的一項(xiàng)創(chuàng)新的革命性技術(shù)。該技術(shù)可以進(jìn)一步提高汽油機(jī)熱效率與降低汽油機(jī)排放，尤其是低負(fù)荷下的燃油消耗降低、動(dòng)力顯著提升。缸內(nèi)直噴技術(shù)采用了兩種不同的燃燒模式，即均質(zhì)燃燒模式和分層燃燒模式。均質(zhì)燃燒模式是指在進(jìn)氣行程后期向燃燒

室內(nèi)噴入燃油，在進(jìn)氣行程與壓縮行程中完成與空氣的充分混合，并在點(diǎn)火時(shí)刻使缸內(nèi)形成較為均勻的混合氣，確保穩(wěn)定點(diǎn)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(jìn)行，燃油與空氣混合，直至點(diǎn)火時(shí)刻，從火花塞處至缸壁，燃油濃度由濃到稀，保證有效點(diǎn)火，火焰?zhèn)鞑ヒ舱?，從而提高燃油?jīng)濟(jì)性。而傳統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)是將汽油噴射到進(jìn)氣管中，與空氣混合后再進(jìn)入氣缸內(nèi)燃燒，優(yōu)化啟動(dòng)時(shí)不穩(wěn)定循化的排放和輸出。

雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，也存在一些缺點(diǎn)。因?yàn)槭切录夹g(shù)，研發(fā)成本很大，對(duì)于車主來講較傳統(tǒng)電噴車需要更加頻繁更換火花塞等零部件。對(duì)燃油質(zhì)量要求比較高，需要使用更高標(biāo)號(hào)的燃油，無形中增加了車主的用車成本。缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)比傳統(tǒng)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)更容易產(chǎn)生積碳，車主需要使用價(jià)格昂貴的缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)專用添加劑來解決積碳困擾。

2.5 創(chuàng)新的溫度管理系統(tǒng)

創(chuàng)新的溫度管理是電子控制系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱流進(jìn)行最優(yōu)分配。調(diào)節(jié)是由溫度（熱度）控制器來執(zhí)行的，這個(gè)控制器是一個(gè)新開發(fā)的軟件模塊，該模塊完全集成在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)創(chuàng)新的溫度管理系統(tǒng)的特點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)熱時(shí)間縮短和通過發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)降低油耗。

3 結(jié)論

發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)是目前汽車發(fā)展的重點(diǎn)，它決定著發(fā)動(dòng)機(jī)能否快速響應(yīng)電控系統(tǒng)命令，能否給駕駛員一個(gè)好的駕駛體驗(yàn)。本文主要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行了研究分析，得出了其組成及控制系統(tǒng)的具體工作過程，最后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的一些新技術(shù)進(jìn)行分析。本文的工作為后續(xù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的研究提供一定的參考。

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