手动档汽车节油技术分析

高登山 无锡职业技术学院汽车教研室 214121

手动档汽车节油技术分析

高登山 无锡职业技术学院汽车教研室 214121

近年随着油价不断上涨，汽车节油技术越来越受到关注。文中提出一种针对手动挡汽车节油的新方法，通过电控技术来改进发动机供油系统，使汽车在怠速停车时降低发动机转速来减少油耗，取得了较好的节油效果。

节油；供油系统；怠速

引言

近几年随着全球汽车保有量的不断增加，燃油消耗量也随之增加，而石油开采难度的相应增加以及石油加工成本的不断上升，致使世界石油市场的价格不断攀升，我国为此近几年也多次上调汽油价格。加上我国是一个发展中的大国，如何有效地利用和节约资源，使其能够更好地适应国民经济持续、快速和健康发展的需要，已成为我国一项重要的战略问题。目前世界各大汽车公司在扩大汽车生产量的同时，也在积极致力于研究汽车节油新技术，一方面通过改进现有发动机供油系统来提高汽车的燃油经济性；另一方面通过改善汽车硬件来降低油耗。虽然方法很多，但是主要目的都是为了节能减排[1]。

图1 电控燃油喷射系统工作原理图

1 改进供油系统

1.1 概述

随着电子技术的不断发展，目前电控燃油喷射系统(EFI)已完全取代传统的化油器油燃烧系统，EFI在燃油消耗率降低10%左右的前提下可使发动机功率提高5%～10%，并且废气排放量可减少20%左右。所以其燃油经济性和环保性都得到了社会的认可[1]。

1.2 工作原理

电控燃油喷射系统的工作原理如图1所示，从图中可知该系统主要由电控单元(ECU)、传感器和执行器三个部分组成。ECU是EFI系统的核心控制元件，它一方面接受来自传感器的信号，另一方面完成对信号的处理工作，同时发出相应控制指令来控制执行元件的正确动作。ECU接受各种传感器传递来的信息，这些信息主要分为两种，一是来自发动机内部的信息，比如：发动机转速、曲轴位置和冷却液温度等，二是来自发动机外部但对发动机的运行非常重要的信息，比如：节气门位置、空气流量、进气温度、车轮转速和尾气中氧的浓度等。ECU把从传感器中获得的数据进行运算并和存储器中的固定值进行比较，从而对各个执行器(在这里我们主要说喷油器)发出正确的指令，不但能使发动机在任何工况下都能获得最佳燃油比，还能消除改变工况行驶时的迟滞现象，从而实现对发动机最佳控制。

1.3 节油分析

对于EFI当发动机处于怠速运行时为了维持发动机的自行运转，ECU不得不使喷油器向各个汽缸内喷少量的燃油，虽然喷入的油量和汽车加速时相比不多，但是如果汽车长时间处于怠速状态，加在一起总的耗油量也不少。实验证明发动机在怠速时的耗油量和其转速成正比，这样适当降低发动机的怠速就可以降低发动机的油耗。但是汽车发动机的怠速如果过低又会使手动档汽车在起步的时候容易出现熄火现象，这样不但不能节油反而会费油，为此可采取措施让汽车在怠速时适当降低发动机的转速，当挂入一档准备起步前相关的传感器就把要起步信息传给ECU，这样ECU就增加喷油器的喷油量，即增大了怠速时的转速。这样就可以保证汽车在平地起步时不需要踩油门而直接通过缓慢抬离合器就能够达到顺利起步，这比起步时边抬离合器边轻踩油门要省油。

为了实现对一档是否连接进行控制，就要有专门检测档位是不是在一档的传感器(这里称为一档传感器)，当然这还要和车速传感器共同使用，ECU对其信号的控制如图2所示。从图中可以看出，ECU接受一档传感器和车速传感器送来的信号，如果这两个传感器送来的信息说明目前档位不在一档且汽车的车速为0，则ECU使喷油器的开度最小(即发动机保持最小怠速)，这样喷油器所喷的油量也就是最小，但此时发动机的转速要能够保证发动机正常运行。当然ECU还要判断此时空调是否打开，如果空调打开，则必须提高发动机的转速，也就是维持原来的高怠速运行，否则一方面发动机容易熄火，第二会使发动机因输出功率不足而出现抖动现象。如果这两个传感器送来的信息说明目前档位在一档且汽车的车速为0，则说明驾驶员有起步的意图，ECU使喷油器的开度增大(进入高怠速状态)，从而增加发动机的转速来避免出现起步熄火的现象。这样在ECU的存储器中存储有两个不同的怠速数据，具体发动机的怠速是高速还是低速由ECU判断的结果所决定。

这样当汽车在拥挤的城市路段等车时只要把档位放在空档，发动机的怠速便非常低(空调打开除外)，如果出现堵车或者长时间的怠速等车时节油效果就会很明显。

对于目前EFI系统当汽车在高速行驶时如果不脱档而松开油门，这时由于车身的惯性会使汽车向前滑行，向前滑行的汽车通过档位带动发动机高速转动。ECU根据节气门位置传感器和发动机转速传感器来决定是否让喷油器喷油，即当发动机的转速高于目前存储器中所给定的怠速值时，ECU让喷油器停止喷油，此时由于发动机开始对汽车制动，制动的结果是两者的转速都降低，当降低到发动机的怠速值时ECU经过判断又开始让喷油器喷油，这就是EFI的减速停油过程。如果车辆下长坡，则节油效果相当明显。所以当汽车高速行驶需要滑行时，千万不能像化油器供油系统的汽车采取空档滑行。

2 总结

随着经济的持续发展，我国汽车保有量目前以年均8%左右的速度高速增长，众所周知汽车耗油给我们带来了石油资源日渐枯竭和环境污染日益严重两大问题。当前世界各国以汽油车为起点，围绕节能、环保和安全三大主题，积极探索节能减排技术。除了上面提到的方法之外，有的汽车制造商对汽车进行塑化处理，通过减轻汽车的自身重量达到节能减排的目的，也有的制造商从能源替代角度入手，开始向电动汽车、氢动力车和乙醇燃料车的目标挺进，努力赋予汽车“绿色生命”。相信我国在政府的不断支持下，汽车节油技术会逐步走向世界的前列！[2]

图2 ECU节油控制框图

[1] 刘畅. 基于EFI系统的汽车节能技术探讨[J]. 高等函授学报. 2007年4月. P34～P37

[2] 肖永清. 节能减排力推汽车塑化的新潮流[J]. 城市车辆. 2008年2月. P49～P54

高登山 (1978～)，男，江苏沛县人，工学硕士。从事汽车的教学工作，研究方向为汽车电子控制。