汽車發動機電控系統新技術分析

薛寒松

【摘 要】汽車發動機是汽車的心臟，其對汽車的性能有著不可比擬的影響。隨著汽車工業與電子工業的不斷結合，發動機電控系統油然而生，其不僅僅使得汽車性能提升，更是汽車適應時代背景下的必然產物。當前，對于汽車發動機的改進主要集中在發動機的電控系統上，因此要想更好的了解、改進汽車的性能，對于汽車發動機電控系統地研究就顯得異常重要。因此，本文對發動機電控系統的構成、汽車發動機電控技術發展趨勢以及發動機電控系統的新技術進行了分析，為汽車發動機電控系統的進一步改造升級提供理論的依據。

【關鍵詞】汽車發動機；電控系統；新技術

汽車的動力主要來源于發動機，發動機是汽車最重要的組成部件。發動機的良好運轉決定著整個汽車的駕駛舒適度和駕駛性能。1950年-1980年，當電子技術逐漸被引用到汽車發動機上時，原本的汽油發動機被電子發動機逐漸取代。上個世紀90年代，汽車電子化逐漸實現計算機控制，隨著汽車發動機電控系統的不斷改進，發動機的電控系統的重要性越來越凸顯出來：發動機燃油的經濟性越來越好，發動機排放污染狀況也越來越少等。總之，隨著電控系統新技術的不斷發展，汽車的性能也隨之提升到一個嶄新的高度。本文對汽車發動機電控系統的構成、發展及其新技術進行分析，以期更好的促進汽車發動機電控系統的更好發展。

一、汽車發動機電控系統組成與應用

發動機電控系統是由ECU、傳感器以及執行器組成。傳感器主要職責是對發動機的運行參數進行檢測，并將其參數輸送到固定的控制單元。傳感器的數量與精確度成正比，傳感器越多，檢測傳送的數據越準確。ECU主要是負責為傳感器提供電壓參考數據。當ECU接受到傳感器傳送的信號后，對這些數據進行計算分析，并將分析的結果數據傳送到執行器。執行器接收到控制單元輸出的信號時，產生相應的執行動作，從而實現對汽車的控制。當汽車在行駛狀態時，傳感器會傳遞給ECU不同的信號，ECU會根據收集到的不同信息進行計算并判斷發動機的運行情況，及時對發動機進行調整，與此同時向執行器傳遞相應的信號，從而使得汽車達到最佳的運行狀態。

二、汽車發動機電控技術發展趨勢

汽車自誕生到今不過百年的時間，卻跨越了多個具有轉折性的時代。汽車之所以能達到今天的成績，與電子化的發展有的密不可分的關系。其中最為重要的就是汽車發動機電控技術的發展。

（一）汽車發動機的驅動能力發展趨勢

傳統的汽車發動機的驅動執行器一般是電磁式以及電動式。其主要是以電作為主要能源驅使發動機的相應機構進行工作，為汽車發動機的迅速發展起到了極大的促進作用。但隨著時代的進步，其逐漸不能滿足汽車發動機的要求。伴隨著能源新工藝的不斷發展，液動式執行器很快取代了傳統的電磁式以及電動式執行器。尤其是隨著發動機的不斷更新換代，液動式執行器在汽車發動機電控系統中的驅動優勢不斷顯現。

（二）ECU處理器的發展趨勢

汽車電子化進入新的發展階段，與微處理器處理器在汽車中的廣泛使用有著密切的關系。ECU被廣泛的運用于汽車的相關電控系統中，ECU的信息處理速度決定了汽車的信息處理性能。隨著汽車電子控制的國際復合化，高驅動，高效率的ECU處理器將成為汽車微處理的主流。ECU也將進一步的不斷發展。

（三）發動機故障智能處理系統發展趨勢

隨著人工智能的不斷發展，汽車發動機電控系統也越來越智能。之前汽車發動機中經常會出現無法精準判斷的故障難題，導致發動機的廢棄。但隨著發動機電控技術的不斷發展，故障智能處理系統應運而生。其不僅能監測修復發動機零部件的故障，更進一步優化了發動機電控系統。

三、發動機電控系統新技術

（一）渦輪增壓技術的普及

當下唯一能增加發動機的“輸出功率”的同時卻保持“工作效率”不變的機械裝置就是渦輪增壓器。渦輪增壓裝置其主要是由渦輪機、壓縮機組成。渦輪機的主要是由廢氣推動，而壓縮機主要是將空氣壓縮至氣罐。廢氣渦輪增器的主要原理是通過壓縮空氣濾清器進來的空氣，增大進氣歧管的進氣壓力，從而當進氣門打開的時候，進入氣缸的進氣量增加，從而使得燃料充分燃燒，更好的促進燃料的使用率。渦輪增壓裝置不僅能節約燃料使得燃料充分燃燒，其更降低了廢氣、尾氣排放量，較少了環境污染，促進了我國環境進一步優化。

（二）可變配氣相位

配氣相位相當于是車的呼吸器官，掌控著汽車發動機的正常吸氣排氣。發動機的配氣相位提供給氣缸汽油燃燒所需要的新鮮空氣，與此同時排出其燃燒后的廢氣。配氣相位在固定時間內開啟和關閉各個氣缸的氣門，使得發動機能夠進行有序的換氣補給。可變配氣相位，顧名思義就是隨著發動機運轉效率的改變而改變氣門的開關時間。可變配氣相位改變開關氣門時間的主要方式有兩種，一種是短行程氣門推遲開啟與發動機低速運行相適應；另外一種是配氣相位使用長行程氣門提前開啟與發動機高速運轉相匹配。發動機可變氣門是近年來被廣泛運用于汽車的這一種新技術，其為發動機的運行提供了最佳的配氣方案，從而進一步提高汽車的性能。

（三）可變進氣歧管的使用

可變進氣歧管也是提高發動機功率的一種電控系統新技術。其主要是根據發動機運行的不同速率改變進氣管的長度或者是橫截面積，從而達到提高發動機功率的目的。在汽油發動機中自然進氣的進氣歧管，其往往呈現短的進氣歧管低速低扭矩，高速高功率；長的進氣歧管低速高扭機，高速低功率。如果利用可變進氣系統，則會很好的改變這種運行狀態，主要有三種方法：第一種是可變長度進氣歧管，第二種可變截面進氣歧管，第三種是共鳴進氣。

（四）缸內直噴技術的應用

缸內直噴技術是近年來汽車汽油發動機領域一項不可忽視的創新性革命技術。其首次將燃油從噴油嘴直接灌入缸內，在保證發動機動力的同時，最大限度的節約了燃油的使用。

缸內直噴技術將燃油直接從噴油嘴噴射至缸內，提高了汽油機熱效率，與此同時顯著降低了汽油消耗，尤其是在發動機低負荷的情況下，降低了燃油的耗能，并提高了發動機的動力。缸內直噴技術又叫燃料分層噴射技術，顧名思義，其采用了分層燃燒模式和均值燃燒模式兩種不同的燃燒模式。兩種燃燒模式都是為了提升燃油的使用率，從而達到節約燃油的目的。

分層燃燒模式的工作原理主要是在壓縮行程噴入燃油，使得從缸壁到火花塞，燃油濃度不斷增加，燃油與空氣的不斷混合，直至點火時刻，從而保證了點火的有效性，進一步提高燃油的經濟性。均值燃燒模式主要是在近期行程后期，向室內噴入燃油，使得進氣行程與壓縮行程中其與空氣完全混合，在點火前形成混合均勻的氣體，從而保證點火的有效性。相比傳統的點火方式，缸內直噴技術極大的優化了其不穩定的點火性能。

但是缸內直噴技術也存在著不少缺點，新技術的產生必定要經過一定時間的磨合，對于開發者來說需要投入大量的人力以及研發成本；對于車主來說也需要頻繁的更換火花塞等零部件，除此之外缸內直噴技術對燃油的質量要求也比較高，在經濟上的使用成本會更高一些。

四、結論

汽車發動機電控系統是當下汽車發展的重中之重，其不僅決定著汽車能否快速相應電控系統的命令，更決定著汽車駕駛的舒適度和安全度。本文從發動機電控系統的構成、汽車發動機電控技術發展趨勢以及發動機電控系統的新技術進行了分析，以期能進為我國汽車發動機電控技術提供一點幫助，為促進我國汽車發動機電控技術的不斷發展盡一點微薄之力。

【參考文獻】

[1]汽車電控技術的應用[J].戴興潤，賴林，付雪榮.電子技術與軟件工程. 2017（09）

[2]以汽車電控技術發展為基礎探討現代汽車維修的具體方法[J].胡勇.信息化建設.2016（01）

[3]基于汽車電控技術角度分析汽車維修的發展[J].張士濤.科技創新與應用. 2015（24）