电控发动机工作原理及发展方向的探讨

2021-07-21张筱青

科技创新导报 2021年8期

张筱青

摘要：目前，随着经济的快速发展，人们的生活质量有了很大提升，汽车成為了人们生活中必不可少的交通工具，私家车数量不断增加，使汽车行业获得了很大的发展，更多新技术使用在汽车上。我国还有很多人对于电控发动机缺少了解。文章中主要对电控发电动机的工作原理进行了详细分析，并且对其未来发展方向进行了相应探索，以供参考。

关键词：电控发动机;工作原理;发展方向;探讨

Discussion on the Working Principle and Development Direction of Electronic Control Engine

ZHANG Xiaoqing

（Wenjing College， Yantai University，Yantai， Shandong Province， 264005 China）

Abstract： At present， with the rapid economic development， peoples quality of life has been greatly improved. Automobiles have become an indispensable means of transportation in peoples lives. The increasing number of private cars has enabled the automotive industry to achieve great development. More new technologies are used in cars. Many people in our country still lack understanding of electronically controlled engines. The article mainly analyzes the working principle of electronically controlled generators in detail， and explores its future development direction for reference.

Key Words： Electronic controlled engine; Working principle; Development direction; Discussion

电子燃油喷射系统（下文称为EFI）主要工作原理是，把电子控制装置作为控制中心，在发动机的不同位置安装上各种传感器，通过这些传感器可以获得发动机上面的各个工作参数，依照电脑设置的控制程序，对喷油器进行合理控制，对喷油量进行精确的掌控，让发动机在任何情况下都可以得到浓度最佳的混合气。对发动机实现电控，可以有效提升发动机的工作效率。

1 电子燃油喷射系统的工作原理

EFI系统主要是把电子控制装置作为一个控制中心，在发动机的各个部分安装上传感器，以此来测取出发动机的不同参数，之后依照电脑中已经设置好的控制程序，使用控制喷油器对喷油量进行准确的测量，这样可以让发动机在任何工作情况下都可以获得浓度最佳的混合器。除此之外，EFI系统还可以使用电脑里面的控制程序，实现启动加浓、全负荷加浓、暖机加浓、减速调稀以及强制断油等各种功能，以此来满足发动机的各种特殊情况需求让打洞机可以具有更好的排放性以及燃料经济性，同时还能大大提升汽车的实际使用性能。EFI中的喷油压力主要是电动燃油泵来提供的。一般来说，电动的燃油泵都放在油箱里面，浸在燃油里面。燃油泵把油箱里面的燃油洗出来并且对其进行加压处理，压力燃油通过燃油滤清器将其中的杂质去除掉，然后就被送到了到动机上面的分配油管里面。分配油管和安装好的喷油器之间实现互通。喷油气作为一个电磁阀，主要是用电脑对其进行控制，通电的时候电磁阀会开启，压力然后会呈现雾状喷到气岐管里面，和空气实现混合，在之后的进气过程中就会吸进气缸里面。在分配油管的结尾一侧需要装上燃油压力这种调节器，这个调节器能够对油管里面的压力进行适当的调整以及分配。让燃油的压力能够一直保持在适当的范围里面，而且还能让多出来的一些燃油实现回油的操作，之后再返回进入到燃油箱里面。其中的进气量主要是驾驶人员使用加速踏板对节气门进行操作以及控制。节气门的开度不同其进气量也会有很大的变化，进入大气岐管里面的真空度也会有差异。在相同转速之下，金达气岐管里面的真空度以及进气量之间有比例关系。在进气管的压力传感器能够把气岐管里面的真空度进行信号的转变，之后将其传递到电脑，电脑在结合气岐管真空度的实际发动机进气量大小实现精准计算，之后再结合实际测得的信号把发动机的转速计算出来。结合进气量还有转速就可以把喷油量合理计算出来。电脑依照禁区里还有发动机的转速把各缸的喷油量进行更好的控制，通过对喷油时间的控制来决定喷油量。喷油时间越长，相应的喷油量也就越大。一般来说，每一次的喷油量是时间都保持在二到十毫秒。喷油的开始时间都需要使用传感器进行控制，喷油不是持续进行的，一般都是间接喷射^[1-2]。

2 工况的控制介绍

发动机处在面临的工况不同，对混合气体浓度也会有不同要求。经常会出现一些特殊的工况，常见的有急加速、启动还有就是急减速这些情况，都会对混合气体的浓度各种不同需求。

2.1 启动喷油控制

在刚开始发动的时候，发动机是通过启动马达对其进行带动实现运转的。但是转速会比较低，而且转速的波动一般情况下也比较大。在这种情况下，空气的流量传感器都会测出的最近一段时间的信号，但是这些信号都不准确。这方面因素就会造成在发动机刚刚启动的时候，计算机不能把流量传感器里面的信号当最为依据。而是需要依照之前设定的启动程序对喷油量进行更加合理控制。计算机通过启动开关还有转速传感器里面的得到的信号，把发动机的状态进行更好的判定。之后再按照启动程度对喷油进行合理的控制。在对喷油进行控制的过程中，计算机会按照发动机的水温、启动转速还有进气的温度喷油量进行合理预测。这个喷油量能够保证让发动机可以顺利启动。当冷车刚刚开始启动的时候，发动机的温度一般来说都会比较低，喷入到气道里面的燃油也不容易蒸发。为了能够有充足的燃油，组成浓度合理的混合器，确保发动机在当前低温环境中也可以顺利启动，就需要增加喷油力量、让电脑进行合理控制。增加喷油的持续时间，或者是喷油的实际次数。让增加的喷油量还有浓度都能让电脑通通过传感器可以感应到。发动机的水温或者是进气的实际温度越低，相应的喷油量也就会越大，其需要加浓的时间也会加长^[3]。

2.2 断油控制

断油控制一般都会发生在一些特殊的工況之下，将断油喷射展示终端，这样可以更好的满足当前发动机的实际运转特殊需求，其中的超速断油方式，这种方式更加适用于在发动机的转速比实际最高转速还要高的工况下，通过计算机把喷油进行自动中断，这样可以有效的防止发动机出现转速超速的情况^[4]，不会给各个机件造成过多损坏，还能大大减少燃油的整体消耗量，减少各种有害物体的排放。超速断油控制主要就是是通过计算机把转速的传感器进行合理的测量，将发动机的转速和控制程序里面的转速展开精准比较，一旦转速比极限速度更高，就需要及时进行切电处理，切断喷油脉冲，不让喷油气再继续喷油，对于转速进行更好的控制，断油控制结束之后，再将喷油恢复。汽车在行驶的过程中突然减速，发动机还会处在一个高速运转的状态，因为节气门已经关闭了，到气缸里面的缓和期量比较少，并且燃烧不完全，让飞起里面的有害物增加，一旦电脑自动断油，就会让转速出现下降，这样有利于江苏，在满足条件的基础上进行减速的断油控制^[5]。

2.3 反馈控制

喷射系统中使用的是氧传感器，这种传感器里面使用的是无铅汽油。在对其进行反馈控制的时候，就需要在排气管里面加入这种传感器，结合其中氧含量的不断变化，就能够对其比值进行合理测定，并且把数值合理输到计算机里面，和已经预定的数值进行对比，这样来测定喷油量。只有使用这种控制方式才能达到精准控制的目的，而且可以最大程度地避免因为产品差异或者是磨损等各个方面而出现的性能方面的变化。使其进行稳定工作，且提升自身的抗干扰性。但是，为了能够让排气实现净化处理，闭环控制里面的喷射系统需要对空燃比进行合理控制。对于比较特殊的一些运行工况，常见的有暖机、加速、满负荷、启动还有暖机等情况需要持续加浓混合器，使用开环控制的方式，将发动机的动能充分发挥出来，因此需要使用闭环与开环互相结合的方式对其实现控制^[6]。

2.4 运转喷油控制

在发动机的运转过程中，电脑会依照进气量与发动机的实际转速对喷油量进行合理的计算。除此直之外，电脑还需要对节气门的开度、进气的温度、怠速的工况、发动机的水文、海拔的高度、加速的工况、全负荷的工况等这些运转的参数进行综合参考，以此来对喷油量进行相应的修正，从而提升整体喷油量的控制进度^[7]。因为电脑需要参考的运转参数比较多，为了能够让电脑中的计算程序实现简单化，一般情况下会把喷油量划分成为修正量、喷油量以及增量这三个部分，并且把这三个部分进行合理的计算，之后在把这三个部分都合理的叠加起来，当成是总的喷油量来对喷油气的喷油展开合理控制^[8]。

2.5 溢油控制

在开始时，汽油喷射系统确保了非常丰富的混合气引擎。如果起动发动机多次转动后，发动机不起动，气缸内积聚的丰富混合气可能会弄湿并阻止火花塞运行，此时驾驶员可以将油门踏板操作到底，打开点火开关和让发动机开始转动。在这种情况下，计算机会自动中断燃油喷射，从气缸中取出多余的燃油并且开始对火花塞进行干燥。只有点火开关、发动机转速和节气门位置满足条件时，计算机才能处于排油状态，因此，起动电控汽油喷射发动机时，不必踩油门踏板，否则由于油距过大，会导致发动机无法起动。当装有电控自动变速设备的汽车在运行实践中自动升档时，把控变速设备的计算机会对汽油喷射体系的计算机传输扭矩减小信^[9]。当汽油喷射体系的计算机接受到这个扭矩减小信息时，会短暂的暂停个别气缸（比方说2、3缸）的燃油喷射，进而减小发动机实际转速，减轻换档时产生的冲击。

3 电控发动机未来的发展方向

3.1 提升控制的精度

在当前人们环保意识不断加强并且环境逐渐恶化的情况下，减少汽车污染物的排放量是很多人重点关注的问题。提升电控打洞机的整体控制精度这项工作至关重要，需要从两个方面着手，分别是确保信号的精准度以及确保处理信号的准确度^[10]。

3.2 不断对新材料进行探索

使用各种新材料，能够让活塞还有缸套之间不再需要机油，这样可以大大减少汽车产生的尾气。有部分国家使用陶瓷在进行缸套还有活塞的研发，这样既能够适当减少钢铁资源，还能大大减少发动机在运动中产生的摩擦，提升发动机的整体效率。

3.3 使用汽油的代用产品

使用一些清洁能源来代替汽油，这是有效解决污染排放的途径。当前新开发的有液化气、H2以及乙醇等这些作为燃料，进行发动，这些清洁能源应该得到更加广泛的使用。

4 结语

结合以上分析得知，电控发电机是一种技术性比较密集的产品，需要相关技术人员加强对其进行研究，对工作原理进行深入研究，不断加入新技术，使用各种新能源，增加电控电动机的功能，以此来提升发动机的工作效率，进而提升汽车的使用性能。

参考文献

[1]王文勇.浅论电控发动机工作原理及发展方向[J].商场现代化，2018（08）：112-113.

[2]徐宗升.电控发动机工作原理及发展方向的探讨[J].黑龙江科技信息，2019（16）：1.