以某轻型卡车为例浅析电控发动机和电喷发动机技术

摘 要：通过对某轻型卡车的研究，针对电控发动机和电喷发动机的技术，做出了一系列的分析。电控发动机是在对原发动机进行局部改进后得到的一种新型发动机，而为了使发动机可燃混合物的配比更能适应发动机的工况、温度、车速等要求，减少汽车的尾气排放污染，许多车上都装有电子控制汽油喷射装置，即“电喷”装置，这种装置的最大优点是使各缸喷油量均匀，可燃用较稀的混合气。

关键词：轻型卡车；电控发动机；电喷发动机

1 电控发动机技术介绍

电控发动机是在对原发动机进行局部改进后得到的一种新型发动机。它增加了发动机控制模块（即 ECM）以及由其控制的传感器和执行器等电子设备。根据大气压力、汽车负载等外界条件的变化，由电子设备自动调整发动机的供油量、供油提前角等参数，对发动机的工况进行优化，满足功率输出和油耗、排放等要求。在实际应用中，由于发动机的使用环境有所变化，实现发动机的控制所需要的传感器和控制项目可能有相应的改变。

车辆上常用发动机包括汽油发动机和柴油发动机，目前市场上有少量的燃气发动机和双燃料发动机，但双燃料发动机及燃气发动机均是由汽油机或柴油机改制而成的。

因发动机类型不同实现电控所需传感器和执行器等电器元件的数量、种类也有所区别，但其电控原理是基本类似的，下面就电控发动机的有关知识作一介绍。

1.1 电控发动机的控制功能

电控发动机的主要控制功能包括怠速控制，电控燃油喷射，电子点火提前，诊断功能，安全保险功能和废气再循环等功能。

1.1.1 电控燃油喷射

发动机各种运行工况的最佳喷油持续时间存放在ECM的存储器中。ECM根据空气流量计或进气歧管绝对压力传感器、发动机转速传感器、进气温度传感器和冷却水传感器等提供的信号，计算出最佳喷油持续时间。

1.1.2 电子点火提前

发动机各种运行工况下的最佳点火正时的数据也存在 ECM的存储器内。ECM根据来自各种传感器（电控燃油喷射）的信号控制点火正时，使点火时刻始终保持在最佳值。

1.1.3 怠速控制

ECM根据发动机怠速运行工况的要求控制发动机转速，在 ECM的存储器内存储了不同怠速工况下的控制目标值。 ECM根据发动机转速、冷却水温度、空调开关、动力转向开关等信号控制怠速，使怠速转速接近目标值。

1.1.4 诊断功能

ECM不断地检测各种传感器的输入信号，若 ECM检测到输入信号中任何一个信号出现不正常现象，ECM即将不正常现象用数据形式存入存储器，需要时，可通过数据或灯光显示故障内容。

1.1.5 安全保险功能

如果ECM输入的信号不正常，它将按照内存中存储的固定喷油持续时间和固定点火提前角（或喷油正时）控制发动机，使发动机能够继续维持工作。ECM本身出故障时，装有备用控制系统的发动机能继续对喷油和点火进行控制，使车辆继续行驶。

1.2 电控系统的组成及功用

电控系统的组成及功用按其控制原理和各部件的功用可分为传感器，电控单元ECM（有的资料上也称ECU）和执行器，它们的逻辑关系如下：

即传感器是电控系统的触角，它将从不同部位获得的数据传递到电控单元ECM，电控单元ECM对信息进行处理后对执行器发出指令，由执行器执行各种操作。

电控系统各部件的组成及功用如下：

（1）空气流量传感器：用于测量进入气缸的进气量的多少。

（2）空气阀：低温启动时，向发动机提供额外空气，使发动机迅速暖车，即缩短暖车时间。

（3）怠速控制阀：根据发动机实际工况改变怠速时的发动机供气量。

（4）真空调节器：在汽车急减速进气管真空度急剧升高时调节其真空度，防止发动机瞬时熄灭。

（5）燃油泵：根据发动机工作需要提供适当压力的燃油。

（6）燃油压力调节器：控制喷油器的喷油压力保持发动机所需的恒定值。

（7）燃油压力脉动减振器：用于减弱燃油输送管道中的压力脉动传递，降低噪声。

（8）喷油器：电喷发动机喷油器的喷油开始和终止由继电器控制。

（9）水温传感器：安装在发动机节温器出水口附近，检测发动机冷却水温度。

（10）进气温度传感器：检测吸入发动机的空气温度，是确定燃油基本喷油量的三个传感器之一。

（11）曲轴位置传感器：确定曲轴所处转角位置，以选择各缸对应的喷油时刻等。

（12）发动机转速传感器：空气流量传感器仅能测出单位时间吸入的空气量，其与发动机转速传感器相配合，可以测量出每个工作循环吸入的空气量。

（13）车速传感器：用于测量汽车的行驶速度。

（14）节气门开度传感器：用于测量节气门是处于全开还是全闭的位置，此信号，用于满足节气门不同开度的喷射量控制。（汽油机）

（15）爆震传感器：通过测量发动机的燃烧状况而由ECM调整发动机的点火时刻，防止发生爆震。

（16）氧传感器：通过测量废气中氧的含量间接测量发动机的空燃比。

（17）大气压力传感器：测量大气压力，此信号用于ECM对燃油喷射量进行修订。

（18）冷起动喷油器控制传感器：在发动机低温时，使冷起动喷油器喷油，改善发动机冷起动性能。

（19）信号开关：信号开关主要包括起动信号，空调信号和电子负荷信号，分别向ECM提供是否处于起动状态，空调是否接通和车辆的负荷等信息。

（20）喷油器附加电阻：在控制喷油器线圈的电路串联一个附加电阻，流过电磁线圈的电流受到限制而减少，以提高喷油器电磁线圈的响应特性。

（21）主继电器：用于使包括ECM在内的燃油控制系统的各部件不受电源干扰和电压脉冲的干扰。

（22）断路继电器：断路继电器用于控制电动燃油泵，只有发动机运转时才工作，发动机不运转时，停止供油，这是为了保证安全，如发生撞车时，若无此控制功能，则仍有可能喷出高压油，引发火灾等事故。

（23）发动机控制模块（ECM）：ECM实际上是个简易电脑，是个综合控制装置，是电控系统的中枢。它是通过安装在发动机及车身不同位置的传感器及请求开关，对发动机的工作状态进行分析后，再通过发动机及车身上的执行器对发动机及相应的机构进行控制。ECM也是发动机与外界对话的窗口，通过ECM与电脑的连接，可以进行电控系统故障判断，可以了解发动机的工作状况和维修历史等。通过对ECM中有关参数的修改可以改变发动机的功率、最高转速和最高车速等参数。

2 电喷发动机技术介绍

为了使发动机可燃混合物的配比更能适应发动机的工况、温度、车速等要求，减少汽车的尾气排放污染，许多车上都装有电子控制汽油喷射装置，即“电喷”装置，这种装置的最大优点是使各缸喷油量均匀，可燃用较稀的混合气。因此，动力性和经济性都比同类发动机好。但由此也带来许多比一般发动机更“娇气”的地方，在使用或检修维护时更应注意。

一应防止电子干扰。因为电子控制汽油喷射装置是由计算机控制的，车上一般禁止使用大功率无线电发射装置。如 10瓦以上的无线对讲机、音响或无线设备的天线，这些都应该远离计算机。

二不要出现过压或电池极性接反。在进行车辆维护时，要防止在不装蓄电池的情况下，使用专供起动用的起动电源直接起动发动机，或者检查燃料系时不拆去蓄电池搭线，装复蓄电池时极性接反，否则，都易使计算机损坏。

三应该避免振动和进水。计算机内的零件不能受到剧烈振动，使用“电喷车”应尽量减少或避免振动。同时，计算机进水后会毁坏芯片。

3 电控发动机和电喷发动机的区别和共同点

3.1 电控发动机是属于电喷发动机的一种一般意为缸内直喷而传统的电喷机为进气管道喷射发动机，相同的是大家都喷同样多的油，油也一样，不同的是喷油的位置不同，而造成的效果不同，直喷的在气缸喷油，由于气缸的温度高，油的雾化质量和混合质量比管道喷射的好，要达到于管道直喷的效果，可以少喷点油。所以直喷机较省油但由于安装在恶劣环境工作下的气缸制造工艺较高，成本也高，管道直喷的喷油位置在进气管内，而进气管的温度不高，混合气不够均匀，造成动力较差，从而油耗增多。但由于喷油器在外部，加工要求不高，成本较低维修方便。

3.2 首先在这里阐明，增压和电喷是两个概念，它们之间不能相互比较谁优谁劣。电喷是发动机的工作方法，增压是发动机工作的组成部分。在这里可以给你简单介绍一下他们的内容。增压发动机，是在发动机的进气支管上，安装了一个强制压气的机构，也就是变发动机自然吸气式为强制进气式，这样会使发动机进气充足，使燃料更好更充分的燃烧。电喷发动机是改变了过去传统的机械式喷油泵的一种新型环保的发动机，由随车计算机控制燃油的喷射和发火时间，能更好地节省燃油，是下一步柴油发动机的发展趋势。而发动机增压器是早些年发展起来的改善发动机工作状况的一种办法，现在基本上在柴油发动机上得到了普遍使用，而现在的电喷柴油发动机也基本上都装了增压器。这就是它们二者之间的关系。

3.3 现在的柴油发动机一般都是涡轮增压的多，自2008年1月1日以后所有的柴油车都装的是电控柴油机，排放必须达到国三才能上牌，涡轮增压是用来增加发动机的进气量的。电控是发动机的控制系统，二者不一样，不是电控的也可以有涡轮增压器，涡轮增压器通过增加进气量来增强发动机的动力的。现在的电控柴油机一般都配备涡轮增压器，电控系统可以使发动机的排放、动力、经济型等都达到一个比较高的水平。所以硬要说谁有优势那当然是电控系统，电控系统可以包括涡轮增压系统。现在有些柴油机使用的是可变几何叶片的涡轮增压器，这种增压器的叶片是受电控系统控制的。

参考文献

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