車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與展望

徐冰

摘要：現(xiàn)階段，隨著人類社會生活水平的不斷提升，汽車已經(jīng)成為了人類社會生活的中不可缺少的交通工具，在短時間內(nèi)我國私家車數(shù)量在急劇上升。基于此種社會背景下，我們需要進(jìn)一步提升車用汽油發(fā)動機(jī)的工作效率，從而使其得以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的美好生活需要。當(dāng)前，諸多汽車不僅僅存在耗油高、馬力較低等現(xiàn)象，同時還具有安全性較差的問題，因此，為了緩解上述問題，我們急需設(shè)計(jì)并開發(fā)一種車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)，并通過使用該系統(tǒng)有效提升汽車發(fā)動機(jī)中汽油的燃燒效率，以便為車輛提供更加強(qiáng)勁的馬力。在本文的介紹中，重點(diǎn)就“車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與展望”這一話題展開了一個深刻的論述，著重分析了近幾年來我國及國外關(guān)于車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)的研究內(nèi)容和研究成果，并對未來車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)的發(fā)展前景和發(fā)展方向展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：車用汽油發(fā)電機(jī);電子控制系統(tǒng);現(xiàn)狀;展望

中圖分類號：TP273? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）05-0016-02

0? 引言

近年來，汽車已經(jīng)成為了人類社會出行必不可少的一部分，汽車數(shù)量的不斷增加在便利了人們出行的同時也給人類賴以生存的地球帶來了諸多能源問題和環(huán)境問題。汽車在行駛過程中耗用的油量以及排放出的尾氣，都將在一定程度上形成能源的大量耗費(fèi)和環(huán)境的污染，在極大程度上加劇了社會能源問題和環(huán)境問題。與此同時，隨著汽車制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)的不斷成熟化發(fā)展，人們對汽車的安全性、舒適性有著更高的要求標(biāo)準(zhǔn)，社會更加渴望一款環(huán)保、安全的汽車設(shè)計(jì)能夠上市。因此，汽車制造業(yè)也在不斷開發(fā)、研制，結(jié)合時代發(fā)展現(xiàn)狀，不斷改造汽車設(shè)計(jì)。需要注意的是，汽車發(fā)動機(jī)作為汽車諸多組成中最重要的一個部分，是汽車的心臟，只有不斷優(yōu)化發(fā)動機(jī)的性能才能夠?qū)崿F(xiàn)整個汽車的性能。而在本文的介紹中，就車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)展開了相應(yīng)的研究，這是一款利用了電子技術(shù)，是一種全新的時代產(chǎn)物。

1? 車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)概述

在當(dāng)前社會中汽車已經(jīng)成為了人們最常使用的交通工具，汽車出行不但更加快速而且也十分方便。然而，在駕車出行的過程中若出現(xiàn)車輛發(fā)動機(jī)故障將會對其出行規(guī)劃造成嚴(yán)重的影響。因此，為了避免這一問題的出現(xiàn)，我們設(shè)計(jì)并開發(fā)了車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)。其電子控制系統(tǒng)主要由兩部分構(gòu)成，其一是軟件，另一部分則是硬件。其中軟件結(jié)構(gòu)大致包括有操作系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)以及點(diǎn)火控制等子程序系統(tǒng)。操作系統(tǒng)的主要功能是為汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)的搭建及各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)提供平臺及服務(wù)支持。而人機(jī)交互系統(tǒng)的主要功能是為駕駛員提供人機(jī)交互服務(wù)，從而使其可以清晰、準(zhǔn)確的了解到車輛發(fā)動機(jī)的現(xiàn)狀，進(jìn)而更好的對車輛進(jìn)行駕駛。而車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中的各類子程序則主要負(fù)責(zé)為駕駛員提供更加便捷、安全的服務(wù)，例如渦輪增壓自動介入以及一鍵點(diǎn)火等。車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)的硬件則主要包括有傳感器、執(zhí)行器以及中央控制器等。其中傳感器主要負(fù)責(zé)對汽油發(fā)動機(jī)各部件的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測，并將相關(guān)數(shù)據(jù)信息發(fā)送至中央控制器。而中央控制器則主要負(fù)責(zé)對各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算與分析，從而判斷出汽油發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)。同時，中央控制器還可以根據(jù)其運(yùn)行狀況的差異，從而生成不同的指令。執(zhí)行器則主要負(fù)責(zé)接收中央控制器所生成的指令，進(jìn)而對發(fā)動機(jī)的各類零部件進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，從而使發(fā)動機(jī)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。

2? 車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

在上文中曾提到車用汽油發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)可以分為軟件結(jié)構(gòu)與硬件結(jié)構(gòu)兩部分，而在軟件結(jié)構(gòu)中，其又可以分為操作系統(tǒng)以及子程序等。下面，我將對車用汽油發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中所包含的子程序進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.1 電子節(jié)氣門控制

在車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)的子程序中包括有弟子節(jié)氣門控制系統(tǒng)。節(jié)氣門是車用汽油發(fā)動機(jī)中極為重要的一部分，其主要功能是控制空氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)，從而有效提升燃油的燃燒效果。節(jié)氣門的控制精準(zhǔn)度不僅僅會影響到車輛耗油量的高低，甚至還會對車輛的馬力造成嚴(yán)重的影響。通常車輛中節(jié)氣門的控制均是通過機(jī)械拉桿所控制的，駕駛?cè)藛T能通過踏板可以控制拉桿，進(jìn)而決定發(fā)動機(jī)閥門的張口大小。然而這種控制模式不僅極易出現(xiàn)失誤，同時在精準(zhǔn)度操控等方面也會具有諸多弊端。因此，為了避免上述問題的出現(xiàn)，從而在有效降低燃油消耗的同時提升車輛發(fā)動機(jī)的馬力，我們在車用機(jī)油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中加入了電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)。電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)可以根據(jù)汽車的油門位置，從而計(jì)算得出最為適宜的發(fā)動機(jī)閥門大小，從而通過電子控制對節(jié)氣門進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而有效提升車輛汽油的燃燒效率。

2.2 燃油噴射控制

在車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中還具有燃油噴射控制系統(tǒng)。眾所周知，為了使車輛具有強(qiáng)勁的動力，在車輛的駕駛過程中其發(fā)動機(jī)不僅僅需要控制適當(dāng)?shù)目諝膺M(jìn)入發(fā)動機(jī)中，同時還需要控制燃油噴射進(jìn)發(fā)動機(jī)中。在傳統(tǒng)車輛中其燃油噴射控制是通過發(fā)動機(jī)中的機(jī)械裝置所實(shí)現(xiàn)的，其可以控制燃油持續(xù)的向發(fā)動機(jī)中進(jìn)行噴射，但這種噴射方式不但會造成大量燃油浪費(fèi)，同時也會降低汽油的燃燒效率，從而直接影響到汽車的馬力。因此，我們在汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中也加入了燃油噴射控制系統(tǒng)。燃油噴射控制系統(tǒng)可以通過車輛中油門踏板的響應(yīng)，從而控制燃油泵進(jìn)行供油。此外，通過利用燃油噴射控制系統(tǒng)，還可以完成直噴發(fā)動機(jī)等高功率發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)。因此，燃油噴射控制系統(tǒng)的應(yīng)用不僅僅為駕駛員節(jié)省了大量的燃油消耗，同時也可以極大提升車輛的馬力供應(yīng)。

2.3 點(diǎn)火控制

在車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中還具有點(diǎn)火控制系統(tǒng)。在傳統(tǒng)車輛中，其點(diǎn)火一直以來均是通過駕駛員使用機(jī)械鑰匙所完成的。然而，隨著科技的不斷發(fā)展，我們逐步開發(fā)出了點(diǎn)火控制系統(tǒng)。點(diǎn)火控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)不僅僅可以支持駕駛員實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程點(diǎn)火，同時還可以實(shí)現(xiàn)一鍵點(diǎn)火。因此，點(diǎn)火控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)既可以有效提升駕駛員的點(diǎn)火效率，同時又可以方便駕駛員對車輛進(jìn)行駕駛。此外，由于在車輛點(diǎn)火的過程中，車輛還會對發(fā)動機(jī)及車輛各個部件的性能進(jìn)行自檢，因此通過遠(yuǎn)程點(diǎn)火系統(tǒng)的開發(fā)，用戶還可以利用手機(jī)等終端對車輛各部件的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)測。

2.4 空燃比控制

在車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中還包括有空燃比控制系統(tǒng)。在上文中曾提到汽車發(fā)動機(jī)的動力主要來源是空氣與汽油的燃燒。因此，發(fā)動機(jī)中空氣與燃油的比例將會對發(fā)動機(jī)馬力的輸出造成嚴(yán)重的影響。為了可以有效提升車輛發(fā)動機(jī)的燃燒效率，進(jìn)而為發(fā)動機(jī)提供更大的馬力，我們在車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中加入了空燃比控制系統(tǒng)。空燃比控制系統(tǒng)主要是通過對燃油壓力進(jìn)行控制，從而更好的控制燃油的噴入量。此外，空燃比控制系統(tǒng)還可以對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速以及噴射時間等進(jìn)行控制，從而更好的提高發(fā)動機(jī)中汽油的燃燒效率，進(jìn)而為車輛提供更加強(qiáng)勁的動力。并且，空燃比控制系統(tǒng)在汽油發(fā)動機(jī)中的應(yīng)用也可以有效降低車輛的燃油消耗，從而有效降低駕駛員的駕駛成本。

2.5 怠速控制

在車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中也包含有怠速控制系統(tǒng)。在日常駕駛中，駕駛員往往會遇到堵塞的狀況，在這一狀況下車輛便需要進(jìn)行怠速行駛。然而，長時間的怠速行駛不僅僅會對車輛的發(fā)動機(jī)及變速箱造成一定的損害，同時也會影響到機(jī)械剎車的正常使用，進(jìn)而威脅到駕駛員的生命健康安全。因此，為避免上述現(xiàn)象的出現(xiàn)我們需要在車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中加入怠速控制系統(tǒng)。怠速控制系統(tǒng)的主要功能是維持車輛在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而更好地保護(hù)發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，通過應(yīng)用怠速控制系統(tǒng)還可以合理的對發(fā)動機(jī)中供油泵的供油量進(jìn)行控制，以免造成燃油的浪費(fèi)。而且，通過利用怠速控制系統(tǒng)也可以更好的對車輛的變速箱及剎車系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，從而有效避免其出現(xiàn)損壞。最后，怠速控制系統(tǒng)還可以更好的保障發(fā)動機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，以便駕駛員隨時加速或啟停。

2.6 渦輪增壓控制

在車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中還包括有渦輪增壓控制系統(tǒng)。隨著我國環(huán)保理念的逐步增強(qiáng)，我國燃油車的排量也開始逐步降低。然而，在許多環(huán)境中傳統(tǒng)的1.5L、2.0L的排量并不足以滿足人們的生活需求，因此為了解決這一問題，我們在許多車輛中均加入了渦輪，以供為車輛提供更加強(qiáng)勁的馬力。但隨著渦輪增壓裝置的加入，車輛發(fā)動機(jī)的輸出功率將會出現(xiàn)頓挫感，而這一現(xiàn)象將會對駕駛?cè)藛T的舒適感造成嚴(yán)重的影響。而渦輪增壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用則可以有效控制渦輪的介入時機(jī)，從而使車輛發(fā)動機(jī)的輸出功率更加線性，以便駕駛員可以舒適、安全的駕駛車輛。并且渦輪增壓控制系統(tǒng)的開發(fā)與利用也可以有效避免車輛出現(xiàn)突然加速的現(xiàn)象，從而有效提升駕駛?cè)藛T的安全性能。

2.7 爆震檢測與控制

爆震檢測與控制是發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要檢測工序，且爆震屬于一種不正常的燃燒現(xiàn)象，汽車一旦出現(xiàn)這一現(xiàn)象需要及時做好相應(yīng)的防護(hù)措施。為避免這一現(xiàn)象給汽車發(fā)動機(jī)帶來的不良現(xiàn)象我們需要做好關(guān)于汽車發(fā)動機(jī)的爆震檢測工作，常用的檢測方法主要有幾下幾種，分別為：機(jī)體震動法、燃燒噪聲法、氣缸壓力法等。這些檢測方案的提出都是有針對性，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合汽車發(fā)動機(jī)的實(shí)際情況設(shè)計(jì)出合理的爆震指標(biāo)，以此來實(shí)現(xiàn)防爆震裝置的控制工作，減少爆震出現(xiàn)的頻率。

3? 結(jié)束語

綜上，發(fā)動機(jī)作為汽車的重要組成部分，其性能在很大程度上會對汽車的性能造成影響。當(dāng)前，我國汽車制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)將車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)的研究作為一項(xiàng)重點(diǎn)工作，并在各個技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域取得了較好的研究進(jìn)度。針對汽車數(shù)量增加形成的能源枯竭以及大氣污染嚴(yán)重等不良現(xiàn)象，技術(shù)人員在設(shè)計(jì)全新車用汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)過程中所利用的技術(shù)也越來越先進(jìn)，以此來滿足社會的實(shí)際需求。

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