車用汽油發動機電子控制系統現狀研究

王立偉　楊照中

摘 要 本文闡述現有電子控制系統在汽車發動機中的應用，以及車用汽油發動機電子控制系統現狀，對各個類型系統進行了細致的分析。

關鍵詞 車用 汽油發動機 電子控制技術系統 現狀

中圖分類號：TK413.84 文獻標識碼：A

0引言

發動機是汽車的心臟，新技術在發動機上的應用，對提高汽車的整車性能有重要意義。盡管現代發動機技術已相當成熟，特別是電子技術的應用已相當廣泛，但仍存在一些空白，而且已有技術有些仍存在缺陷。不斷完善發動機電子控制技術，開發電子控制技術在發動機上的應用新領域，通過汽車內部網絡或無線傳輸技術的信息通信完成系統之間的各種必要的信息傳送與接收，實現高度集中控制及故障診斷的“整車控制技術”將是汽車發動機技術發展的必然趨勢。

1汽車發動機電控系統

1.1燃油缸內直噴技術

燃油缸內直噴技術的最大特點是電子控制單元根據傳感器測得的參數計算所需供給的油量，并及時向噴油嘴發出噴油的指令，使燃油直接噴入氣缸，而不是像傳統的發動機那樣噴入進氣歧管進行預先混合。它引進了柴油機直接將柴油噴入缸內的理念直接在缸內噴射汽油，利用缸內氣體流動與空氣混合組織形成分層燃燒。汽油直噴入缸內有利于汽油的霧化，使汽油和空氣更好地混合，燃燒更為完全。燃油缸內直噴技術發動機瞬態響應好，可以實現精確的空燃比控制，具有快速的冷起動和減速斷油能力及潛在的系統進一步優化能力，這些方面都顯示了它比進氣道噴射汽油機的優越性。采用先進的電子控制技術，早期直噴發動機的控制和排放等方面的許多問題都能得到解決。

1.2發動機均質充量壓縮燃燒技術

這是一種全新的內燃機燃燒概念，既不同于柴油機，又不同于汽油機（均質充量火花點燃），是一種火花點燃式發動機和壓縮點燃式發動機概念的混合體。它是一種預混合燃燒和低溫燃燒相結合的新型燃燒方式：在進氣過程形成均質的混合氣，當壓縮到上止點附近時均質混合氣自燃著火。由于不受燃油和氧化物分里面處混合比的限制，也沒有點火式燃燒的局部高溫反應區，使得和微粒（PM）排放很低，而且具有較高的熱效率。但是，此技術面臨3個主要問題，運用工況范圍窄、燃燒進程難以控制和均勻混合氣的制備比較困難。

1.3柴油機電控高壓共軌燃油噴射技術

隨著世界能源危機和環境污染的日益嚴重，節約能源、保護生態環境、減少污染已是當今世界各國的共識。大量研究結果表明，柴油機是日益產業化應用的各種動力機械中熱效率最高、能量利用率最好、最節能、有害廢氣排放量較少的一種機型。世界上最先進的柴油機技術CDRI（高壓共軌柴油直噴技術）可使發動機更節能、排放更環保。

柴油機共軌式電控燃油噴射技術是一種全新的技術，它集成了計算機控制技術、現代傳感檢測技術以及先進的噴油結構于一身。高壓共軌式電控燃油噴射系統主要由ECU、高壓油泵、共軌管、電控噴油器以及各種傳感器等組成。共軌式電控燃油噴射技術通過共軌直接或間接地形成恒定的高壓燃油，分送到每個噴油器，并借助集成在每個噴油器上的高速電磁開關閥的開啟與閉合，定時、定量地控制噴油器噴射至燃燒室的油量，從而保證達到最佳的燃燒比和良好的霧化，以及最佳的點燃時間、足夠的點火能量和最少的污染排放。

1.4空燃比反饋控制系統

在電噴發動機汽車上，僅僅利用空氣流量傳感器和發動機轉速傳感器信號來計算確定噴油量，很難將空燃比控制在理論空燃比（14.7）附近。配備空燃比反饋控制系統后，利用氧傳感器反饋的空燃比信號對噴油脈沖寬度進行反饋控制，即可將空燃比控制在理論空燃比附近，再利用三元催化轉換器將排氣中的三種有害物質HC/CO/轉化為無害成分，從而節約燃油和凈化空氣，滿足油耗法規和排放法規的要求。國內外電噴發動機汽車都已配裝空燃比反饋控制系統。

1.5無空轉控制系統

發動機處于怠速工況下，不僅白白浪費燃油，而且其廢氣中有害物質的排放甚至比車輛正常行駛時還要多。發動機無空轉系統在等車等待紅燈的情況下可以自動關閉發動機，以節省燃油并減少尾氣污染。在駕駛采用無空轉系統的汽車中，當車輛減速停止，換擋桿位于空擋，且離合器踏板被松開時，發動機將立即熄火，發動機進入零油耗、零排放和零噪聲的深度“休眠”狀態。隨后，一旦駕駛者踏踩離合器踏板，發動機將迅速平穩地自動恢復運轉。Bosch的研究表明，無空轉系統節省的燃料遠遠大于其再次啟動發動機所需的能耗。目前，雪鐵龍C3、豐田公司歐版威姿汽車均采用了無空轉系統。

1.6自適應巡航控制系統

自適應巡航控制系統是將自動巡航控制系統和車輛前向撞擊報警系統有機地結合起來，既有自動巡航功能，又有防止前向撞擊功能。

2結語

隨著技術的進步和人們對汽車發動機性能要求的不斷提高，未來幾年的汽車發動機將出現多樣化的趨勢，其技術含量更高，性能更好。在能源危機不斷加劇和汽車尾氣排放法規越來越嚴格的形勢下，未來車用發動機的發展關鍵是提高能量利用率、提高安全性和降低污染物的排放，安全、節能和環保將是未來發動機技術發展的主旋律。

參考文獻

[1] 李春明.汽車車身電子技術[M].北京：北京理工大學出版社，2013（1）.