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1、浅谈电子控制技术在汽车发动机中的应用摘 要：本文阐述电子控制技术在汽车发动机中的应用，以及电子控制技术对发动机性能和汽车行业发展的重要作用。 关键词：发动机 电子控制系统 传感器 ECU 执行器 汽车发动机的工作过程基本上都由四个冲程组成，利用燃料和空气的混合气在汽缸内燃烧产生的高温高压气体的膨胀，发动机借助于曲柄连杆机构通过曲轴向外输出扭矩而做功。 发动机按照所用燃料通常分为汽油机和柴油机，按照点火方式可分成点燃式（汽油机）和压燃式（柴油机）。汽油机按照空气和燃油的比例可分成理论当量燃烧和稀薄燃烧。 发动机按其功能可分成曲柄连杆传动机构、配气机构、燃油供应系统、进气排气系统、点火系统、润滑系
2、统、冷却系统和辅助系统。 汽油机电子控制的核心问题是燃油定量和点火定时。柴油机电子控制的核心问题是燃油定量和喷油定时。 一、汽车发动机电子控制系统的组成 1.传感器 （1）汽油机电子控制系统常用的传感器有： 进气歧管绝对压力传感器（提供进气岐管绝对压力信息供计算负荷等）； 燃油压力传感器（提供油轨燃油压力信息）； 燃油箱压力传感器（提供燃油箱压力信息）； 机油压力传感器（提供机油压力信息）； 冷却液温度传感器（提供发动机温度信息）； 进气温度传感器（提供进气温度信息供计算空气密度等）； 空调蒸发器温度传感器（提供空调蒸发器温度信息）； 空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息）； 空气流量
3、传感器（提供空气流量信息供计算负荷等）； 节气门位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息）； 油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息等）；霍尔传感器（提供转速信息、曲轴位置和相位信息）； 感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息）； 燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱液面位置信息）； 爆震传感器（提供发动机机体接收到的振动信息）； 排气再循环阀阀杆位移传感器（提供排气再循环阀开度信息）； 氧传感器（提供过量空气系数是大于 1 还是小于 1 的信息）。 （2）柴油机电子控制系统常用的传感器有： 增压压力传感器（提供增压压力信息）； 燃油压力传感器（提供共轨燃油
4、压力信息）； 机油压力传感器（提供机油压力信息）； 冷却液温度传感器（提供发动机温度信息）； 燃油温度传感器（提供燃油温度信息） 进气温度传感器（提供进气温度信息）； 排气温度传感器（提供排气口和排气管的温度信息）； 空调蒸发器温度传感器（提供空调蒸发器温度信息）； 空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息）； 空气流量传感器（提供空气流量信息）； 节气门位置传感器（提供节气门位置信息用于排气再循环控制）； 转角传感器（提供分配泵轴转角信息）； 油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息）； 霍尔传感器（提供转速和曲轴相位信息）； 海拔高度传感器（提供海拔高度信息）； 车
5、速传感器（提供车速信息）； 感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息）； 燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱液面位置信息）； 排气再循环阀阀杆位移传感器（提供排气再循环阀开度信息）； 氧传感器（提供过量空气系数 l 的具体数值）； 压差传感器（提供微粒物捕集器的压差信息）； NOX 传感器（提供排气后处理系统的 NOX 浓度信息）。 2.电子控制单元（ECU） 电子控制单元（ECU）接受传感器提供的各种信息并加以处理，根据处理向执行器发出指令，对发动机实施控制。电子控制单元由微型计算机和模拟电路组成。 3.执行器 （1）汽油机电子控制系统常用的执行器有：电动燃油泵、电磁喷油器、点火线圈、各种
6、怠速执行器、炭罐控制阀、排气再循环控制阀、电动节气门（又称电子油门）、液压回路电磁阀（用于可变气门定时控制等）、气动回路电磁阀（用于可变进气管长度控制等）、全可变气门电子控制执行器、涡轮增压废气放空控制阀、电动二次空气泵、三效催化转化器加热执行元件、冷却风扇、空调压缩机电磁离合器、发动机上的其他辅助设备。 （2）柴油机电子控制系统常用的执行器有：电动输油泵、各种燃油喷射泵、喷油量执行器（集成于燃油喷射泵内）、喷油提前角执行器（集成于燃油喷射泵内）、燃油切断阀（集成于燃油喷射泵内）、共轨高压泵、共轨压力控制阀、各种共轨喷油器、单元喷嘴系统和单元泵系统的高压燃油电磁阀、炽热塞、排气再循环控制阀、电
7、动节气门（又称电子油门）、可变气门控制执行器、可变进气管长度执行器、涡轮增压废气放空控制阀、冷却风扇、空调压缩机电磁离合器、发动机上的其他辅助设备。 一部分柴油机传感器和执行器集成于燃油喷射设备之内，因所用的柴油喷射设备而异。 二、汽油机基本的电子控制项目 1.燃油定量 燃油定量电子控制，控制对象是进入发动机的空气与燃油的质量比例，由ECU 根据发动机的负荷、转速和冷却液温度等参数决定。负荷就是驾车人对发动机的扭矩要求，通过吸入空气量或油门踏板位置传递给 ECU。执行器是电动燃油泵和电磁喷油器。燃油定量影响汽车的动力性、燃油经济性、舒适性、排放和零部件的安全。 2.点火定时 点火定时通常用点火
8、发生时活塞在压缩冲程上止点之前多少度曲轴转角，即点火提前角来表征，也要根据发动机的负荷、转速和冷却液温度等工况参数决定。执行器是点火线圈。点火定时同样影响汽车的动力性、燃油经济性、舒适性、排放和零部件的安全。 3.爆震控制 汽油机爆震会损坏发动机，恶化排放和燃油经济性。通过电子控制避免爆震的主要途径是减小点火提前角，所以，爆震控制通过点火定时控制实施。但是过小的点火提前角会影响燃油经济性。爆震控制的目的就是使点火提前角保持在恰好不发生爆震的临界点。 4.油箱蒸发排放物控制 油箱蒸发排放物必须利用活性炭罐加以吸附，并在适当的时候用新鲜空气清洗活性炭罐。清洗气流通过进气管送入汽缸燃烧，并不是任何工
9、况下都可以进行清洗，所以要利用炭罐控制阀对清洗气流加以控制。 5.扩展的汽油机电子控制项目 可变进气管长度电子控制：用于提高发动机动力性。 可变气门电子控制：用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质排放。增压压力电子控制：用于提高发动机动力性和经济性，降低有害物质排放。排气再循环电子控制：用于降低发动机氮氧化物排放。 二次空气电子控制：用于满足欧 4 以上法规对碳氢化合物和一氧化碳排放的要求。 三效催化转化器燃油加热或电加热电子控制：用于满足欧 4 以上法规对排放的要求。 停车启动运行电子控制：用于提高发动机经济性和满足欧 4 以上法规对排放的要求。 汽缸封闭和气门封闭电子控制：用于提高发动机经济性，降低有害物质排放。 喷油压力和喷油定时控制：用于汽油直喷，提高动力性和经济性，降低有害物质排放。 （作者单位：海南省技师学院）
