汽车发动机电控系统新技术分析

2019-10-21党超

汽车实用技术 2019年1期

党超

摘要：汽车发动机电控系统对一辆汽车的性能影响越来越重要，当前对汽车发动机的改进主要集中在其电控系统，因此，对该方面的研究显得特别重要。文章对发动机电控系统的组成及工作原理进行了分析，对发动机电控系统的一些新技术进行了研究，為发动机电控系统的进一步研究提供了一些理论依据。关键词：汽车发动机;电控系统;新技术中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：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

发动机为汽车提供动力，是汽车最重要的部件，它的良好运转决定着整个汽车的行驶性能^[1-3]，而作为发动机大脑的电控系统，其重要性越来越凸显出来，它的优点有：提高发动机燃油经济性、增强发动机的工作效率、任何工况下发动机都能处于最佳工作状态、使各可燃混合气更加均匀、冷起动性和加速性能较好、降低排放污染。随着电控系统新技术的不断发展，会越来越将汽车的性能提高到一个崭新的高度，如果其中某一系统出现问题，发动机便出现故障^[4-5]。本文对汽车发动机电控系统的组成及工作原理进行分析，然后对一些电控系统的新技术进行研究，希望对以后的研究可以有一些参考作用。

1 汽车发动机电控系统组成及工作原理

发动机电控制系统由传感器、ECU、执行器组成。传感器检测发动机运行参数，并转换成电信号输送至控制单元，传感器数量越多，检测越精确。ECU给各种传感器提供参考电压，接收传感器的输入信号，分析计算后产生输出信号送到执行器。执行器接收控制单元的输出信号，产生执行动作，实现各种控制，由燃油泵、喷油嘴、点火线圈或点火控制器、怠速阀、EGR阀、EVAP阀等组成，执行器数量越多，功能越强。当汽车行驶时，ECU根据传感器收集到的发动机运行时的各种信号，进行计算，并判断发动机运行情况，并与自身存储的数据进行比对，时时进行调整，以控制发动机处于最佳工作状态，实现效率最大化。

2 发动机电控系统新技术

2.1 涡轮增压技术

涡轮增压器是现有技术下唯一能使发动机在“工作效率不变”的情况下增加“输出功率”的机械装置。涡轮增压器由废气推动的涡轮机、压缩进入气缸空气的压缩机以及中间部分组成。废气涡轮增压器原理是通过压气机压缩由空气滤清器进来的空气，进而增大进气歧管的进气压力，当进气门打开时，进入气缸的进气量增加，从而使可燃混合气更充分的燃烧。相比无增压的汽油机，带废气增压的汽油机功率提高10%～40%，扭矩提升20%～30%，油耗降低5%，此外还降低排放、减少环境污染、提高动力和性能，进行高原功率补偿。

2.2 可变进气歧管

可变进气歧管是根据发动机不同转速进行进气管的长度或截面积的改变，提高发动机的功率。可变进气歧管的特点是自然进气的汽油发动机中，较长的进气歧管低速高扭矩，高速低功率;较短的进气歧管正好相反，低速小扭矩，高速大功率。利用可变进气系统，可以达到低速高扭矩，高速大功率的可变进气歧管有三种：（1）可变长度进气歧管;（2）可变截面进气歧管;（3）共鸣进气。

2.3 可变配气相位

发动机的配气相位负责向气缸提供汽油燃烧做功所必须的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出，这一套动作可以看做是人体吸气和呼气的过程。从工作原理上讲，配气相位机构的主要功能是按照一定的时限来开启和关闭各气缸的进、排气门，从而实现发动机气缸换气补给的整个过程。而可变配气相位的功能就是随发动机转速而改变气门的行程和气门开启关闭的时间，其中有两种方法，一是发动机低转速时使用短行程气门推迟开启，二是高转速时使用长行程气门提前开启。发动机可变气门正时技术是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术的一种，该技术在发动机运行工况范围内提供最佳的配气正时。

2.4 缸内直喷技术

缸内直喷技术又称燃料分层喷射技术，将燃油由喷油嘴直接喷入缸内，它实现了在同等排量下发动机动力性和燃油经济性的完美结合，是直喷式汽油发动机领域的一项创新的革命性技术。该技术可以进一步提高汽油机热效率与降低汽油机排放，尤其是低负荷下的燃油消耗降低、动力显著提升。缸内直喷技术采用了两种不同的燃烧模式，即均质燃烧模式和分层燃烧模式。均质燃烧模式是指在进气行程后期向燃烧

室内喷入燃油，在进气行程与压缩行程中完成与空气的充分混合，并在点火时刻使缸内形成较为均匀的混合气，确保稳定点火。分层燃烧模式是指在压缩行程喷入燃油，随着压缩行程的进行，燃油与空气混合，直至点火时刻，从火花塞处至缸壁，燃油浓度由浓到稀，保证有效点火，火焰传播也正常，从而提高燃油经济性。而传统的汽油发动机是将汽油喷射到进气管中，与空气混合后再进入气缸内燃烧，优化启动时不稳定循化的排放和输出。

虽然有许多优点，也存在一些缺点。因为是新技术，研发成本很大，对于车主来讲较传统电喷车需要更加频繁更换火花塞等零部件。对燃油质量要求比较高，需要使用更高标号的燃油，无形中增加了车主的用车成本。缸内直喷发动机比传统电喷发动机更容易产生积碳，车主需要使用价格昂贵的缸内直喷发动机专用添加剂来解决积碳困扰。