薛寒松

【摘 要】汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，其對(duì)汽車的性能有著不可比擬的影響。隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)油然而生，其不僅僅使得汽車性能提升，更是汽車適應(yīng)時(shí)代背景下的必然產(chǎn)物。當(dāng)前，對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)主要集中在發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)上，因此要想更好的了解、改進(jìn)汽車的性能，對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)地研究就顯得異常重要。因此，本文對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的構(gòu)成、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)發(fā)展趨勢以及發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的新技術(shù)進(jìn)行了分析，為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的進(jìn)一步改造升級(jí)提供理論的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】汽車發(fā)動(dòng)機(jī)；電控系統(tǒng)；新技術(shù)

汽車的動(dòng)力主要來源于發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車最重要的組成部件。發(fā)動(dòng)機(jī)的良好運(yùn)轉(zhuǎn)決定著整個(gè)汽車的駕駛舒適度和駕駛性能。1950年-1980年，當(dāng)電子技術(shù)逐漸被引用到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上時(shí)，原本的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)被電子發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸取代。上個(gè)世紀(jì)90年代，汽車電子化逐漸實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)的重要性越來越凸顯出來：發(fā)動(dòng)機(jī)燃油的經(jīng)濟(jì)性越來越好，發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染狀況也越來越少等?？傊S著電控系統(tǒng)新技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車的性能也隨之提升到一個(gè)嶄新的高度。本文對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的構(gòu)成、發(fā)展及其新技術(shù)進(jìn)行分析，以期更好的促進(jìn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的更好發(fā)展。

一、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)組成與應(yīng)用

發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)是由ECU、傳感器以及執(zhí)行器組成。傳感器主要職責(zé)是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測，并將其參數(shù)輸送到固定的控制單元。傳感器的數(shù)量與精確度成正比，傳感器越多，檢測傳送的數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確。ECU主要是負(fù)責(zé)為傳感器提供電壓參考數(shù)據(jù)。當(dāng)ECU接受到傳感器傳送的信號(hào)后，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，并將分析的結(jié)果數(shù)據(jù)傳送到執(zhí)行器。執(zhí)行器接收到控制單元輸出的信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的控制。當(dāng)汽車在行駛狀態(tài)時(shí)，傳感器會(huì)傳遞給ECU不同的信號(hào)，ECU會(huì)根據(jù)收集到的不同信息進(jìn)行計(jì)算并判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況，及時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整，與此同時(shí)向執(zhí)行器傳遞相應(yīng)的信號(hào)，從而使得汽車達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。

二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)發(fā)展趨勢

汽車自誕生到今不過百年的時(shí)間，卻跨越了多個(gè)具有轉(zhuǎn)折性的時(shí)代。汽車之所以能達(dá)到今天的成績，與電子化的發(fā)展有的密不可分的關(guān)系。其中最為重要的就是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展。

（一）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力發(fā)展趨勢

傳統(tǒng)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器一般是電磁式以及電動(dòng)式。其主要是以電作為主要能源驅(qū)使發(fā)動(dòng)機(jī)的相應(yīng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的迅速發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。但隨著時(shí)代的進(jìn)步，其逐漸不能滿足汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。伴隨著能源新工藝的不斷發(fā)展，液動(dòng)式執(zhí)行器很快取代了傳統(tǒng)的電磁式以及電動(dòng)式執(zhí)行器。尤其是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的不斷更新?lián)Q代，液動(dòng)式執(zhí)行器在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢不斷顯現(xiàn)。

（二）ECU處理器的發(fā)展趨勢

汽車電子化進(jìn)入新的發(fā)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(guān)系。ECU被廣泛的運(yùn)用于汽車的相關(guān)電控系統(tǒng)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(fù)合化，高驅(qū)動(dòng)，高效率的ECU處理器將成為汽車微處理的主流。ECU也將進(jìn)一步的不斷發(fā)展。

（三）發(fā)動(dòng)機(jī)故障智能處理系統(tǒng)發(fā)展趨勢

隨著人工智能的不斷發(fā)展，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)也越來越智能。之前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)無法精準(zhǔn)判斷的故障難題，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的廢棄。但隨著發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的不斷發(fā)展，故障智能處理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。其不僅能監(jiān)測修復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的故障，更進(jìn)一步優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)。

三、發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)新技術(shù)

（一）渦輪增壓技術(shù)的普及

當(dāng)下唯一能增加發(fā)動(dòng)機(jī)的“輸出功率”的同時(shí)卻保持“工作效率”不變的機(jī)械裝置就是渦輪增壓器。渦輪增壓裝置其主要是由渦輪機(jī)、壓縮機(jī)組成。渦輪機(jī)的主要是由廢氣推動(dòng)，而壓縮機(jī)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(jìn)來的空氣，增大進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣壓力，從而當(dāng)進(jìn)氣門打開的時(shí)候，進(jìn)入氣缸的進(jìn)氣量增加，從而使得燃料充分燃燒，更好的促進(jìn)燃料的使用率。渦輪增壓裝置不僅能節(jié)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(huán)境污染，促進(jìn)了我國環(huán)境進(jìn)一步優(yōu)化。

（二）可變配氣相位

配氣相位相當(dāng)于是車的呼吸器官，掌控著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的正常吸氣排氣。發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)排出其燃燒后的廢氣。配氣相位在固定時(shí)間內(nèi)開啟和關(guān)閉各個(gè)氣缸的氣門，使得發(fā)動(dòng)機(jī)能夠進(jìn)行有序的換氣補(bǔ)給。可變配氣相位，顧名思義就是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率的改變而改變氣門的開關(guān)時(shí)間?？勺兣錃庀辔桓淖冮_關(guān)氣門時(shí)間的主要方式有兩種，一種是短行程氣門推遲開啟與發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行相適應(yīng)；另外一種是配氣相位使用長行程氣門提前開啟與發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)相匹配。發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門是近年來被廣泛運(yùn)用于汽車的這一種新技術(shù)，其為發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行提供了最佳的配氣方案，從而進(jìn)一步提高汽車的性能。

（三）可變進(jìn)氣歧管的使用

可變進(jìn)氣歧管也是提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的一種電控系統(tǒng)新技術(shù)。其主要是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的不同速率改變進(jìn)氣管的長度或者是橫截面積，從而達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的目的。在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中自然進(jìn)氣的進(jìn)氣歧管，其往往呈現(xiàn)短的進(jìn)氣歧管低速低扭矩，高速高功率；長的進(jìn)氣歧管低速高扭機(jī)，高速低功率。如果利用可變進(jìn)氣系統(tǒng)，則會(huì)很好的改變這種運(yùn)行狀態(tài)，主要有三種方法：第一種是可變長度進(jìn)氣歧管，第二種可變截面進(jìn)氣歧管，第三種是共鳴進(jìn)氣。

（四）缸內(nèi)直噴技術(shù)的應(yīng)用

缸內(nèi)直噴技術(shù)是近年來汽車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域一項(xiàng)不可忽視的創(chuàng)新性革命技術(shù)。其首次將燃油從噴油嘴直接灌入缸內(nèi)，在保證發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的同時(shí)，最大限度的節(jié)約了燃油的使用。

缸內(nèi)直噴技術(shù)將燃油直接從噴油嘴噴射至缸內(nèi)，提高了汽油機(jī)熱效率，與此同時(shí)顯著降低了汽油消耗，尤其是在發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷的情況下，降低了燃油的耗能，并提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。缸內(nèi)直噴技術(shù)又叫燃料分層噴射技術(shù)，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(dá)到節(jié)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(diǎn)火時(shí)刻，從而保證了點(diǎn)火的有效性，進(jìn)一步提高燃油的經(jīng)濟(jì)性。均值燃燒模式主要是在近期行程后期，向室內(nèi)噴入燃油，使得進(jìn)氣行程與壓縮行程中其與空氣完全混合，在點(diǎn)火前形成混合均勻的氣體，從而保證點(diǎn)火的有效性。相比傳統(tǒng)的點(diǎn)火方式，缸內(nèi)直噴技術(shù)極大的優(yōu)化了其不穩(wěn)定的點(diǎn)火性能。

但是缸內(nèi)直噴技術(shù)也存在著不少缺點(diǎn)，新技術(shù)的產(chǎn)生必定要經(jīng)過一定時(shí)間的磨合，對(duì)于開發(fā)者來說需要投入大量的人力以及研發(fā)成本；對(duì)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(nèi)直噴技術(shù)對(duì)燃油的質(zhì)量要求也比較高，在經(jīng)濟(jì)上的使用成本會(huì)更高一些。

四、結(jié)論

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)是當(dāng)下汽車發(fā)展的重中之重，其不僅決定著汽車能否快速相應(yīng)電控系統(tǒng)的命令，更決定著汽車駕駛的舒適度和安全度。本文從發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的構(gòu)成、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)發(fā)展趨勢以及發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的新技術(shù)進(jìn)行了分析，以期能進(jìn)為我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)提供一點(diǎn)幫助，為促進(jìn)我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的不斷發(fā)展盡一點(diǎn)微薄之力。

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