以某輕型卡車為例淺析電控發動機和電噴發動機技術

摘 要：通過對某輕型卡車的研究，針對電控發動機和電噴發動機的技術，做出了一系列的分析。電控發動機是在對原發動機進行局部改進后得到的一種新型發動機，而為了使發動機可燃混合物的配比更能適應發動機的工況、溫度、車速等要求，減少汽車的尾氣排放污染，許多車上都裝有電子控制汽油噴射裝置，即“電噴”裝置，這種裝置的最大優點是使各缸噴油量均勻，可燃用較稀的混合氣。

關鍵詞：輕型卡車；電控發動機；電噴發動機

1 電控發動機技術介紹

電控發動機是在對原發動機進行局部改進后得到的一種新型發動機。它增加了發動機控制模塊（即 ECM）以及由其控制的傳感器和執行器等電子設備。根據大氣壓力、汽車負載等外界條件的變化，由電子設備自動調整發動機的供油量、供油提前角等參數，對發動機的工況進行優化，滿足功率輸出和油耗、排放等要求。在實際應用中，由于發動機的使用環境有所變化，實現發動機的控制所需要的傳感器和控制項目可能有相應的改變。

車輛上常用發動機包括汽油發動機和柴油發動機，目前市場上有少量的燃氣發動機和雙燃料發動機，但雙燃料發動機及燃氣發動機均是由汽油機或柴油機改制而成的。

因發動機類型不同實現電控所需傳感器和執行器等電器元件的數量、種類也有所區別，但其電控原理是基本類似的，下面就電控發動機的有關知識作一介紹。

1.1 電控發動機的控制功能

電控發動機的主要控制功能包括怠速控制，電控燃油噴射，電子點火提前，診斷功能，安全保險功能和廢氣再循環等功能。

1.1.1 電控燃油噴射

發動機各種運行工況的最佳噴油持續時間存放在ECM的存儲器中。ECM根據空氣流量計或進氣歧管絕對壓力傳感器、發動機轉速傳感器、進氣溫度傳感器和冷卻水傳感器等提供的信號，計算出最佳噴油持續時間。

1.1.2 電子點火提前

發動機各種運行工況下的最佳點火正時的數據也存在 ECM的存儲器內。ECM根據來自各種傳感器（電控燃油噴射）的信號控制點火正時，使點火時刻始終保持在最佳值。

1.1.3 怠速控制

ECM根據發動機怠速運行工況的要求控制發動機轉速，在 ECM的存儲器內存儲了不同怠速工況下的控制目標值。 ECM根據發動機轉速、冷卻水溫度、空調開關、動力轉向開關等信號控制怠速，使怠速轉速接近目標值。

1.1.4 診斷功能

ECM不斷地檢測各種傳感器的輸入信號，若 ECM檢測到輸入信號中任何一個信號出現不正常現象，ECM即將不正常現象用數據形式存入存儲器，需要時，可通過數據或燈光顯示故障內容。

1.1.5 安全保險功能

如果ECM輸入的信號不正常，它將按照內存中存儲的固定噴油持續時間和固定點火提前角（或噴油正時）控制發動機，使發動機能夠繼續維持工作。ECM本身出故障時，裝有備用控制系統的發動機能繼續對噴油和點火進行控制，使車輛繼續行駛。

1.2 電控系統的組成及功用

電控系統的組成及功用按其控制原理和各部件的功用可分為傳感器，電控單元ECM（有的資料上也稱ECU）和執行器，它們的邏輯關系如下：

即傳感器是電控系統的觸角，它將從不同部位獲得的數據傳遞到電控單元ECM，電控單元ECM對信息進行處理后對執行器發出指令，由執行器執行各種操作。

電控系統各部件的組成及功用如下：

（1）空氣流量傳感器：用于測量進入氣缸的進氣量的多少。

（2）空氣閥：低溫啟動時，向發動機提供額外空氣，使發動機迅速暖車，即縮短暖車時間。

（3）怠速控制閥：根據發動機實際工況改變怠速時的發動機供氣量。

（4）真空調節器：在汽車急減速進氣管真空度急劇升高時調節其真空度，防止發動機瞬時熄滅。

（5）燃油泵：根據發動機工作需要提供適當壓力的燃油。

（6）燃油壓力調節器：控制噴油器的噴油壓力保持發動機所需的恒定值。

（7）燃油壓力脈動減振器：用于減弱燃油輸送管道中的壓力脈動傳遞，降低噪聲。

（8）噴油器：電噴發動機噴油器的噴油開始和終止由繼電器控制。

（9）水溫傳感器：安裝在發動機節溫器出水口附近，檢測發動機冷卻水溫度。

（10）進氣溫度傳感器：檢測吸入發動機的空氣溫度，是確定燃油基本噴油量的三個傳感器之一。

（11）曲軸位置傳感器：確定曲軸所處轉角位置，以選擇各缸對應的噴油時刻等。

（12）發動機轉速傳感器：空氣流量傳感器僅能測出單位時間吸入的空氣量，其與發動機轉速傳感器相配合，可以測量出每個工作循環吸入的空氣量。

（13）車速傳感器：用于測量汽車的行駛速度。

（14）節氣門開度傳感器：用于測量節氣門是處于全開還是全閉的位置，此信號，用于滿足節氣門不同開度的噴射量控制。（汽油機）

（15）爆震傳感器：通過測量發動機的燃燒狀況而由ECM調整發動機的點火時刻，防止發生爆震。

（16）氧傳感器：通過測量廢氣中氧的含量間接測量發動機的空燃比。

（17）大氣壓力傳感器：測量大氣壓力，此信號用于ECM對燃油噴射量進行修訂。

（18）冷起動噴油器控制傳感器：在發動機低溫時，使冷起動噴油器噴油，改善發動機冷起動性能。

（19）信號開關：信號開關主要包括起動信號，空調信號和電子負荷信號，分別向ECM提供是否處于起動狀態，空調是否接通和車輛的負荷等信息。

（20）噴油器附加電阻：在控制噴油器線圈的電路串聯一個附加電阻，流過電磁線圈的電流受到限制而減少，以提高噴油器電磁線圈的響應特性。

（21）主繼電器：用于使包括ECM在內的燃油控制系統的各部件不受電源干擾和電壓脈沖的干擾。

（22）斷路繼電器：斷路繼電器用于控制電動燃油泵，只有發動機運轉時才工作，發動機不運轉時，停止供油，這是為了保證安全，如發生撞車時，若無此控制功能，則仍有可能噴出高壓油，引發火災等事故。

（23）發動機控制模塊（ECM）：ECM實際上是個簡易電腦，是個綜合控制裝置，是電控系統的中樞。它是通過安裝在發動機及車身不同位置的傳感器及請求開關，對發動機的工作狀態進行分析后，再通過發動機及車身上的執行器對發動機及相應的機構進行控制。ECM也是發動機與外界對話的窗口，通過ECM與電腦的連接，可以進行電控系統故障判斷，可以了解發動機的工作狀況和維修歷史等。通過對ECM中有關參數的修改可以改變發動機的功率、最高轉速和最高車速等參數。

2 電噴發動機技術介紹

為了使發動機可燃混合物的配比更能適應發動機的工況、溫度、車速等要求，減少汽車的尾氣排放污染，許多車上都裝有電子控制汽油噴射裝置，即“電噴”裝置，這種裝置的最大優點是使各缸噴油量均勻，可燃用較稀的混合氣。因此，動力性和經濟性都比同類發動機好。但由此也帶來許多比一般發動機更“嬌氣”的地方，在使用或檢修維護時更應注意。

一應防止電子干擾。因為電子控制汽油噴射裝置是由計算機控制的，車上一般禁止使用大功率無線電發射裝置。如 10瓦以上的無線對講機、音響或無線設備的天線，這些都應該遠離計算機。

二不要出現過壓或電池極性接反。在進行車輛維護時，要防止在不裝蓄電池的情況下，使用專供起動用的起動電源直接起動發動機，或者檢查燃料系時不拆去蓄電池搭線，裝復蓄電池時極性接反，否則，都易使計算機損壞。

三應該避免振動和進水。計算機內的零件不能受到劇烈振動，使用“電噴車”應盡量減少或避免振動。同時，計算機進水后會毀壞芯片。

3 電控發動機和電噴發動機的區別和共同點

3.1 電控發動機是屬于電噴發動機的一種一般意為缸內直噴而傳統的電噴機為進氣管道噴射發動機，相同的是大家都噴同樣多的油，油也一樣，不同的是噴油的位置不同，而造成的效果不同，直噴的在氣缸噴油，由于氣缸的溫度高，油的霧化質量和混合質量比管道噴射的好，要達到于管道直噴的效果，可以少噴點油。所以直噴機較省油但由于安裝在惡劣環境工作下的氣缸制造工藝較高，成本也高，管道直噴的噴油位置在進氣管內，而進氣管的溫度不高，混合氣不夠均勻，造成動力較差，從而油耗增多。但由于噴油器在外部，加工要求不高，成本較低維修方便。

3.2 首先在這里闡明，增壓和電噴是兩個概念，它們之間不能相互比較誰優誰劣。電噴是發動機的工作方法，增壓是發動機工作的組成部分。在這里可以給你簡單介紹一下他們的內容。增壓發動機，是在發動機的進氣支管上，安裝了一個強制壓氣的機構，也就是變發動機自然吸氣式為強制進氣式，這樣會使發動機進氣充足，使燃料更好更充分的燃燒。電噴發動機是改變了過去傳統的機械式噴油泵的一種新型環保的發動機，由隨車計算機控制燃油的噴射和發火時間，能更好地節省燃油，是下一步柴油發動機的發展趨勢。而發動機增壓器是早些年發展起來的改善發動機工作狀況的一種辦法，現在基本上在柴油發動機上得到了普遍使用，而現在的電噴柴油發動機也基本上都裝了增壓器。這就是它們二者之間的關系。

3.3 現在的柴油發動機一般都是渦輪增壓的多，自2008年1月1日以后所有的柴油車都裝的是電控柴油機，排放必須達到國三才能上牌，渦輪增壓是用來增加發動機的進氣量的。電控是發動機的控制系統，二者不一樣，不是電控的也可以有渦輪增壓器，渦輪增壓器通過增加進氣量來增強發動機的動力的。現在的電控柴油機一般都配備渦輪增壓器，電控系統可以使發動機的排放、動力、經濟型等都達到一個比較高的水平。所以硬要說誰有優勢那當然是電控系統，電控系統可以包括渦輪增壓系統。現在有些柴油機使用的是可變幾何葉片的渦輪增壓器，這種增壓器的葉片是受電控系統控制的。

參考文獻

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