高登山 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車教研室 214121

手動(dòng)檔汽車節(jié)油技術(shù)分析

高登山 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車教研室 214121

近年隨著油價(jià)不斷上漲，汽車節(jié)油技術(shù)越來越受到關(guān)注。文中提出一種針對手動(dòng)擋汽車節(jié)油的新方法，通過電控技術(shù)來改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)，使汽車在怠速停車時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來減少油耗，取得了較好的節(jié)油效果。

節(jié)油；供油系統(tǒng)；怠速

引言

近幾年隨著全球汽車保有量的不斷增加，燃油消耗量也隨之增加，而石油開采難度的相應(yīng)增加以及石油加工成本的不斷上升，致使世界石油市場的價(jià)格不斷攀升，我國為此近幾年也多次上調(diào)汽油價(jià)格。加上我國是一個(gè)發(fā)展中的大國，如何有效地利用和節(jié)約資源，使其能夠更好地適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速和健康發(fā)展的需要，已成為我國一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略問題。目前世界各大汽車公司在擴(kuò)大汽車生產(chǎn)量的同時(shí)，也在積極致力于研究汽車節(jié)油新技術(shù)，一方面通過改進(jìn)現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)來提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性；另一方面通過改善汽車硬件來降低油耗。雖然方法很多，但是主要目的都是為了節(jié)能減排[1]。

圖1 電控燃油噴射系統(tǒng)工作原理圖

1 改進(jìn)供油系統(tǒng)

1.1 概述

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，目前電控燃油噴射系統(tǒng)(EFI)已完全取代傳統(tǒng)的化油器油燃燒系統(tǒng)，EFI在燃油消耗率降低10%左右的前提下可使發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高5%～10%，并且廢氣排放量可減少20%左右。所以其燃油經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性都得到了社會(huì)的認(rèn)可[1]。

1.2 工作原理

電控燃油噴射系統(tǒng)的工作原理如圖1所示，從圖中可知該系統(tǒng)主要由電控單元(ECU)、傳感器和執(zhí)行器三個(gè)部分組成。ECU是EFI系統(tǒng)的核心控制元件，它一方面接受來自傳感器的信號，另一方面完成對信號的處理工作，同時(shí)發(fā)出相應(yīng)控制指令來控制執(zhí)行元件的正確動(dòng)作。ECU接受各種傳感器傳遞來的信息，這些信息主要分為兩種，一是來自發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的信息，比如：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、曲軸位置和冷卻液溫度等，二是來自發(fā)動(dòng)機(jī)外部但對發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行非常重要的信息，比如：節(jié)氣門位置、空氣流量、進(jìn)氣溫度、車輪轉(zhuǎn)速和尾氣中氧的濃度等。ECU把從傳感器中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算并和存儲(chǔ)器中的固定值進(jìn)行比較，從而對各個(gè)執(zhí)行器(在這里我們主要說噴油器)發(fā)出正確的指令，不但能使發(fā)動(dòng)機(jī)在任何工況下都能獲得最佳燃油比，還能消除改變工況行駛時(shí)的遲滯現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)對發(fā)動(dòng)機(jī)最佳控制。

1.3 節(jié)油分析

對于EFI當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速運(yùn)行時(shí)為了維持發(fā)動(dòng)機(jī)的自行運(yùn)轉(zhuǎn)，ECU不得不使噴油器向各個(gè)汽缸內(nèi)噴少量的燃油，雖然噴入的油量和汽車加速時(shí)相比不多，但是如果汽車長時(shí)間處于怠速狀態(tài)，加在一起總的耗油量也不少。實(shí)驗(yàn)證明發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速時(shí)的耗油量和其轉(zhuǎn)速成正比，這樣適當(dāng)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速就可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗。但是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速如果過低又會(huì)使手動(dòng)檔汽車在起步的時(shí)候容易出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，這樣不但不能節(jié)油反而會(huì)費(fèi)油，為此可采取措施讓汽車在怠速時(shí)適當(dāng)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)掛入一檔準(zhǔn)備起步前相關(guān)的傳感器就把要起步信息傳給ECU，這樣ECU就增加噴油器的噴油量，即增大了怠速時(shí)的轉(zhuǎn)速。這樣就可以保證汽車在平地起步時(shí)不需要踩油門而直接通過緩慢抬離合器就能夠達(dá)到順利起步，這比起步時(shí)邊抬離合器邊輕踩油門要省油。

為了實(shí)現(xiàn)對一檔是否連接進(jìn)行控制，就要有專門檢測檔位是不是在一檔的傳感器(這里稱為一檔傳感器)，當(dāng)然這還要和車速傳感器共同使用，ECU對其信號的控制如圖2所示。從圖中可以看出，ECU接受一檔傳感器和車速傳感器送來的信號，如果這兩個(gè)傳感器送來的信息說明目前檔位不在一檔且汽車的車速為0，則ECU使噴油器的開度最小(即發(fā)動(dòng)機(jī)保持最小怠速)，這樣噴油器所噴的油量也就是最小，但此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速要能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。當(dāng)然ECU還要判斷此時(shí)空調(diào)是否打開，如果空調(diào)打開，則必須提高發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，也就是維持原來的高怠速運(yùn)行，否則一方面發(fā)動(dòng)機(jī)容易熄火，第二會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)因輸出功率不足而出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。如果這兩個(gè)傳感器送來的信息說明目前檔位在一檔且汽車的車速為0，則說明駕駛員有起步的意圖，ECU使噴油器的開度增大(進(jìn)入高怠速狀態(tài))，從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來避免出現(xiàn)起步熄火的現(xiàn)象。這樣在ECU的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有兩個(gè)不同的怠速數(shù)據(jù)，具體發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速是高速還是低速由ECU判斷的結(jié)果所決定。

這樣當(dāng)汽車在擁擠的城市路段等車時(shí)只要把檔位放在空檔，發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速便非常低(空調(diào)打開除外)，如果出現(xiàn)堵車或者長時(shí)間的怠速等車時(shí)節(jié)油效果就會(huì)很明顯。

對于目前EFI系統(tǒng)當(dāng)汽車在高速行駛時(shí)如果不脫檔而松開油門，這時(shí)由于車身的慣性會(huì)使汽車向前滑行，向前滑行的汽車通過檔位帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)。ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器來決定是否讓噴油器噴油，即當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于目前存儲(chǔ)器中所給定的怠速值時(shí)，ECU讓噴油器停止噴油，此時(shí)由于發(fā)動(dòng)機(jī)開始對汽車制動(dòng)，制動(dòng)的結(jié)果是兩者的轉(zhuǎn)速都降低，當(dāng)降低到發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速值時(shí)ECU經(jīng)過判斷又開始讓噴油器噴油，這就是EFI的減速停油過程。如果車輛下長坡，則節(jié)油效果相當(dāng)明顯。所以當(dāng)汽車高速行駛需要滑行時(shí)，千萬不能像化油器供油系統(tǒng)的汽車采取空檔滑行。

2 總結(jié)

隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國汽車保有量目前以年均8%左右的速度高速增長，眾所周知汽車耗油給我們帶來了石油資源日漸枯竭和環(huán)境污染日益嚴(yán)重兩大問題。當(dāng)前世界各國以汽油車為起點(diǎn)，圍繞節(jié)能、環(huán)保和安全三大主題，積極探索節(jié)能減排技術(shù)。除了上面提到的方法之外，有的汽車制造商對汽車進(jìn)行塑化處理，通過減輕汽車的自身重量達(dá)到節(jié)能減排的目的，也有的制造商從能源替代角度入手，開始向電動(dòng)汽車、氫動(dòng)力車和乙醇燃料車的目標(biāo)挺進(jìn)，努力賦予汽車“綠色生命”。相信我國在政府的不斷支持下，汽車節(jié)油技術(shù)會(huì)逐步走向世界的前列！[2]

圖2 ECU節(jié)油控制框圖

[1] 劉暢. 基于EFI系統(tǒng)的汽車節(jié)能技術(shù)探討[J]. 高等函授學(xué)報(bào). 2007年4月. P34～P37

[2] 肖永清. 節(jié)能減排力推汽車塑化的新潮流[J]. 城市車輛. 2008年2月. P49～P54

高登山 (1978～)，男，江蘇沛縣人，工學(xué)碩士。從事汽車的教學(xué)工作，研究方向?yàn)槠囯娮涌刂啤?/p>