汽车发动机电控系统新技术探究

摘要：随着汽车制造技术水平的不断提升，汽车制造领域呈现出快速发展的态势，用户对于汽车发动机电控系统控制的要求也在不断提升。汽车发动机电控系统作为汽车发展的重要内容，其运行质量将直接影响着驾驶员的使用体验和车辆行驶安全。因此，需要切实提高汽车发动机电控系统运行质量，满足车辆行驶需求以及保证驾驶员的安全，全面促进我国汽车发动机电控系统研究领域的健康可持续发展。基于此，对汽车发动机电控系统新技术进行了分析与探究，研究结论可供相关技术人员参考与借鉴。

关键词：汽车发动机；电控系统；燃料；排放

中图分类号：U464  收稿日期：2024-02-22

DOI：1019999/jcnki1004-0226202405013

1 前言

发动机作为汽车的重要构件，其运行质量直接影响汽车的实际运行安全，而电控系统作为发动机的核心，其运行功能以及运行质量也对发动机有着直接的影响。本文发动机电控系统主要由ECU组件、传感器以及执行器构成，能够对发动机的运行数据进行采集，同时将采集到数据转变成为电信号，传输至控制模组。而ECU模组可以为传感器提供电压，同时将传感器所采集的信号进行接收，并生成输出信号，将信号传递至执行器，等执行器对信号接收后，便可以根据指令完成相应动作，从而实现发动机的运行[1]。

为适应发动机电控系统技术发展，相关技术人员需要不断地研发电控系统新技术，并对现行的电控系统技术进行优化，全面提高汽车发动机的运行质量，满足驾驶人员的基本使用需求，促进汽车行业的安全高效发展。根据笔者自身的工作经验及教学经验，本文对汽车发动机电控系统新技术进行简要分析，以期对相关工作人员提供参考与借鉴。

2 可变进气歧管技术

进气歧管是汽车发动机中的重要构件之一，是发动机的主要进气路径，能够保证汽车发动机平稳吸气，如图1所示。开关阀、控制部件等模组共同构成可变进气歧管。其中开关阀模组可以分为真空电磁阀开关进气管以及ECU组件，开关阀模组可以切换汽车发动机的进气管膜盒和真空设备。倘若发动机的运转速度小于3 500 r/min，该组件便可以对发动机温度、负载等信号进行采集，并对真空电磁阀的电路进行关闭，如果真空电磁阀出现故障，技术热源还需要将真空膜与放大器之间的真空管道进行关闭，真空膜的两侧气压会提高，在弹性弹簧的影响下，真空薄膜会被挤压到腔室的另一侧，从而将作用力施加在推杆上。为切实保证进气管的开关阀处于关闭状态下，空气可以通过长进气道进入气缸，在发动机运转速度相对较低的条件下提高发动机扭矩。倘若发动机的运转速度大于3 500 r/min时，ECU组件便需要综合发动机的运行温度和负载等情况，对发动机进气进行调整。在该条件下，发动机进气管中的空气会借助电磁阀和真空装置进入真空膜，真空膜两侧会存在真空压力和大气压而差生压力差，在压降的作用下，真空膜可以克服压缩弹簧的弹性作用[2]。

3 直接喷射技术

汽车发动机缸内直接喷射技术也被称为燃料分层技术，是相对较为常见的汽车发动机电控系统新技术之一，被广泛地应用在当前的汽车发动机电控系統之中，受到广大发动机制造企业的青睐。借助该项新技术，可以使汽车燃料从喷嘴中直接喷射到气缸内部，使得汽车发动机的运行功率得到一定的提高，最大限度地提高汽车发动机的热效率，降低发动机的排放量，使得汽车发动机的运行功率与经济效益得到有机统一。

直接喷射技术可以分为两大模块，即均匀模块与层状燃烧模块。均匀模块是指在发动机吸入后期，可以减少燃烧室中的燃料喷射数量，同时在进气过程中与空气进行组合，在汽车点火启动后，气缸中会形成均匀的燃烧混合物，从而保证汽车点火的安全与稳定。层状燃烧模式是指在压缩中注入燃料，并保证燃料可以与空气进行全面混合，使得汽车点火成功，最大限度地提高汽车燃料的使用效率，降低使用成本。

在直接喷射技术的作用下，汽油进入进气管后，与空气混合，在气缸中燃烧。该项技术要求车主需要对点火设备进行频繁的更换，同时对汽车燃料质量也有着相对较高的要求，从而在一定程度上会提高汽车运行成本。值得注意的是，缸内直接喷射是指通过电脑控制喷油器将燃油直接喷射到气缸中。在这种方式下，燃油直接进入气缸，与空气混合后进入燃烧室内燃烧。相比传统的供油方式，这种方式可以使发动机的动力性更强，并且排放更低，但是这种方式对发动机ECU的控制能力提出了更高的要求。

4 多点喷射技术

根据常规汽油机，控制喷油的方式可以分为两种：一种是直接控制，另一种是多点喷射。多点喷射技术需要在汽车喷油器的出油口与进气歧管之间安装一个压力传感器，借助ECU组件对压力传感器输出的信号进行处理，通过电子控制单元的指令来控制喷油时间、喷油压力和喷油角度等。

多点喷射技术不仅可以实现提高混合气浓度，还可以实现降低排放和油耗的目的。当前，在轿车上广泛使用的多点喷射系统主要为电子节气门多点喷射系统。带电子节气门的多点喷射系统利用电子控制单元来控制进气歧管内混合气的形成，其中ECU可通过油门踏板、加速踏板和制动踏板等传感器对发动机转速、节气门开度和节气门位置等参数进行全面的采集，并根据这些参数确定发动机进气歧管内的混合气浓度。ECU还可以根据实际情况通过增加喷油器数量和喷油角度来实现对混合气浓度的控制，从而判断发动机是否处于正常工作状态，再通过计算得出合适的喷油时刻，最终确定发动机进气歧管内混合气的浓度。当发动机处于正常工作状态时，ECU根据节气门开度和节气门位置传感器提供的信号确定最佳喷油时刻。

总而言之，该项技术可以使混合气浓度在整个工作过程中保持稳定，并降低燃油消耗率。与传统喷油系统相比，多点喷射系统在使用相同燃油情况下能使燃油消耗量降低20%～30%[3]。

5 启停及温度管理系统技术

自动启停系统可以根据汽车的实际运行情况对发动机系统进行启停状态自动检查。当汽车处于拥堵路段或是在等待信号灯的过程之中，发动机可以自动停止，从而降低汽车在行驶过程中不必要的燃油消耗，同时不会影响车主的正常驾驶。自动启停系统在应用的过程中，会对车主启动或是停止发动机的意图信息进行采集，从而实现发动机的自动启停，行之有效地确保行驶安全，温度管理系统属于典型的电控系统，能够对发动机所生产的热流分布变化情况进行分析，同时对温度控制器进行控制。温度管理电控系统属于软件模组，可以融合在发动机的电控单元中，并在应用的过程中，最大限度地降低发动机的预热时间，调整发动机的运行温度，降低汽车发动机的燃油消耗。

6 废气循环技术

汽车发动机在运行的过程中，不可避免地会产生一定数量的废气，从而影响发动机的动力性能以及燃油经济性，而该项技术可以借助发动机排气再循环，将部分废气重新引入发动机进气道，以降低尾气中的有害气体浓度的一种技术。当发动机在怠速或低速时，可通过废气再循环来降低尾气中有害气体的浓度，以提高发动机的动力性和经济性。当发动机在中速或高速运转时，则不需再进行废气再循环。废气再循环技术按控制方式分为直接排放式和间接排放式两种。直接排放式废气再循环是将进入汽缸的燃烧废气通过增压器中的再循环管路直接排入大气中；间接排放式废气再循环是将从气缸内排出的燃烧废气通过增压器中的再循环管路导入进气道，以降低尾气中的有害气体浓度。目前应用较多的是间接排放式废气再循环，这种方法主要用于降低HC和CO浓度，对于改善燃烧过程、降低尾气中有害气体的排放量有一定作用。

7 可变阀相位技术

该项技术可以根据汽车发动机的转速以及实际运行负载对发动机额的气门进行调整，从而使得汽车发动机可以满足不同条件下的运行需求，最大限度地提高汽车发动机的运行扭矩，降低燃油消耗。根据当前的可变阀相位技术的应用情况而言，本田公司的VTEC技术以及宝马公司的Vetrnoic技术的应用范围相对较广。但是这些技术在应用的过程中同样存在不足之处，例如应用成本相对较高，其监管范围存在一定的缺陷等，这也使得该项技术具有相对较为远大的前景。

可变阀相位技需要通过全变液压阀来对发动机的压力波动控制进行优化与升级，同时技术人员需要对电液可变气体分配系统进行建模分析，通过模拟仿真以及技术试验，对阀门的实际运动情况进行详实分析，并且技术人员还能够在仿真软件的帮助下，搭建仿真运动平台，通过仿真平台对汽车发动机结构进行分析。汽车阀座缓冲性和阀杆弹簧作用等要素皆会对汽车发动机阀门造成影响，因此，技术人员需要对阀门运动控制形式进行调整，进而实现汽车发动机的连续变相和阀升，最大限度地提高汽车发动机运行性能，满足车主对于汽车动力性能的基本要求[4]。

8 涡轮技术

根据当前内燃机以及混合动力在汽车行业中的发展前景，其正在朝排量小型化的方向快速发展。借助涡轮增压技术，可以最大限度地降低汽车燃料的消耗量，同时减少汽车尾气排放，满足节能减排的基本需求。当前的汽车发动机市场中，涡轮技术有着相对较为广阔的发展空间，比如涡轮增压器。

随着汽车制造技术的不断发展，排气涡轮进口截面出现明显变化，涡轮增压的響应速度以及熟读速度得到了明显的提高。当前，涡轮增压技术在汽车发动机制造中有着相对较为普遍的应用。技术人员在实际的应用过程中，也会对该项技术进行优化升级，从而保证汽车发动机在运行的过程中，其动力以及运行安全得到有效的保障。技术人员将其与米勒循环进行有效结合，从而实现了汽车发动机混合动力系统的有效运转，进而对汽车发动机的低速以及高功率性能进行平衡，行之有效地提高汽车发动机整体运行质量。

9 集成化热管理系统技术

随着发动机热效率的不断提升，发动机的运行质量也受到了热效率的影响，在该种情况下，技术人员需要对汽车发动机的热控制系统进行分析与研究，并对其进行转变。传统汽车在温度控制方面主要是通过冷却，但是现在汽车需要保证所有的控制系统都可以始终处于最好的工作状态。由于大部分汽车都使用了自然吸气的形式，这便会涉及热交换器以及汽车水箱，因此为进一步提高汽车发动机运行质量，降低燃料耗损，减少排放，技术人员可以对集成化热管理系统进行全面的应用。例如，借助余热回收系统，最大限度地降低加热时间，从而在一定程度上减低废气排放，节约汽车燃料。

以新能源汽车为例，该种汽车存在很多电子部件，比如电子水阀以及电子泵等，这些电子部件都需要通过常规冷却的形式进行温度控制。而在夏季，需要通过电池冷却模块和汽车集成泵来实现温度控制。总而言之，随着汽车运行需求的不断提高，集成化热管理系统的应用重要性也将越来越明显。

10 结语

本文对汽车发动机电控新技术进行了研究，该技术不仅可以有效地提高汽车发动机运行质量，降低燃油消耗，减少废气排放，实现节能减排，还可以最大限度地提高驾驶员的行驶体验，保证车辆行驶安全，促进汽车行业的高效平稳发展。因此，技术人员需要全面提高新技术研发力度，并对现行的电控系统技术进行优化，从而行之有效地提高汽车发动机电控系统研究成效，促进汽车发动机电控系统的长足发展与进步。

参考文献：

[1]郭丙转，党乐乐汽车电控发动机点火系统故障的诊断及排除[J]内燃机与配件，2023（21）：87-89

[2]曹晓敏，展建波发动机电喷系统的常见故障诊断和诊断分析[J]林业机械与木工设备，2023，51（7）：60-61+66

[3]张丁根，但永平，刘冲小型二冲程航空汽油电喷发动机电控系统的设计[J]电工技术，2023（12）：7-10

[4]马子龙，曹华浅析电控系统在新能源汽车发动机上的应用[J] 内燃机工程，2023，44（3）：128

作者简介：

江亮根，男，1974年生，工程师，汽车维修高级技师，研究方向为汽车维修技术及其高校教育教学。