淺談電控發(fā)動機(jī)的發(fā)展和趨勢

淺談電控發(fā)動機(jī)的發(fā)展和趨勢摘要：隨著化油器的發(fā)展達(dá)到極限，尤其是發(fā)動機(jī)排放量限制濃度值日趨嚴(yán)格，不能滿足發(fā)動機(jī)各種工作下混合器質(zhì)量要求，影響了發(fā)動機(jī)動力性和經(jīng)濟(jì)性。電子控制（下面簡稱電控）燃油噴射發(fā)展初期，可追溯到四沖程柴油機(jī)上所取的良好的經(jīng)驗(yàn)，即成功地裝備燃油噴射系統(tǒng)。

abstract:alongwiththedevelopmentofthecarburetor,especiallytheengineemissiondensitylimitisstrict;itcan’tmeetthequalityrequirementsofmixerqualityatallkindsofworkcondition,whichimpactstheengineperformanceandfueleconomy.attheelectroniccontrol(hereinafterreferredtoastheelectriccontrol)fuelinjectiondevelopmentinitialperiod,wecanbacktothegoodexperienceoffourstrokedieselengine,whichsuccessfullyequipmentfuelinjectionsystem.

關(guān)鍵詞：電控發(fā)動機(jī)；發(fā)展；趨勢

keywords:electronic-controlledengine；development；trend

1電控發(fā)動機(jī)的發(fā)展背景

在40年代，德國戴姆勒-奔馳公司、拜耳發(fā)動機(jī)制造廠首次將燃油噴射系統(tǒng)裝備汽車發(fā)動機(jī)上，但由于各種原因，只是在德軍飛機(jī)上采用機(jī)械式燃油噴射系統(tǒng)。

50年代，德國戴姆勒-奔馳公司在其生產(chǎn)的奔馳300l型汽車裝備機(jī)械式燃油缸內(nèi)噴射系統(tǒng)。1953年美國bendix（朋迪克斯）公司開始開發(fā)電子控制燃油噴射系統(tǒng)，1957年朋迪克斯公司電子控制燃油噴射系統(tǒng)問世，并裝備在克菜斯勒轎車上。

60年代，由于電子技術(shù)發(fā)展非常活躍，加之一國家對汽車廢氣排放濃度限制，一度出現(xiàn)世界能源危機(jī)，各國汽車制造廠家對化油器做了各種改進(jìn)，仍無法滿足日益嚴(yán)格的限制。1967年，德國bosch（波許）公司首次開發(fā)一jetronic電控燃油噴射系統(tǒng)，并應(yīng)用伏克斯瓦根vw-1600轎車上，對美國大量出口，率先達(dá)到一些國家廢氣排放濃度的限制。

1973年，德國bosch(波許)公司推出l—jetronic型電子控制燃油噴射系統(tǒng)。質(zhì)量流量控制lh—jetronic型電控燃油噴射系統(tǒng)。1979年，德國bosch(波許)公司生產(chǎn)了集電子點(diǎn)火和電控燃油噴射于一體的motronic數(shù)字式發(fā)動機(jī)綜合控制系統(tǒng)。1980年美國gm（通用）公司ford（福特）公司首先推出spi單點(diǎn)噴射式電控燃油噴射系統(tǒng)。新技術(shù)的進(jìn)展，大有取代傳統(tǒng)式化油器的趨勢。

80年代，電子控制燃油噴射系統(tǒng)在汽車上應(yīng)用已廣泛。據(jù)統(tǒng)計，1993年采用電控燃油噴射系統(tǒng)比重：美國100%，日本80%，德國98%。不僅在轎車上，而且在個種類型車上采用了電控燃油噴射系統(tǒng)技術(shù)，充分顯示了它強(qiáng)大的生命力。

電子燃油噴射代替?zhèn)鹘y(tǒng)化油器，大大改善了發(fā)電機(jī)的動力性能，提高了發(fā)電機(jī)的最大輸出功率；高空燃控制精度是電子燃油噴射的最大優(yōu)點(diǎn)，無論是環(huán)境中氣溫=大氣壓等條件變化或是加速、減速、ford公司的eec系統(tǒng)、chrysler公司的cfi系統(tǒng)、日產(chǎn)eccs系統(tǒng)、豐田tccs系統(tǒng)、三菱ect-jet系統(tǒng)和lucas的ems系統(tǒng)，與此同時，傳感器和汽車專用控制芯片得到了迅速發(fā)展。

80年代以前，汽油機(jī)噴射多采用多點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)，1980年，gm公司首先研制成功一種結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的tbi系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用低壓噴射，使用更低的噴油壓力和較少的噴油器就能夠滿足當(dāng)時的法規(guī)要求，得到迅速普及和發(fā)展。1983年，bosch也推出了mono-jetronic單點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)。

80年代末90年代初，由于對發(fā)動機(jī)性能結(jié)構(gòu)要求的進(jìn)一步提高，法規(guī)要求的進(jìn)一步嚴(yán)格，多點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)重新顯現(xiàn)出優(yōu)勢并再次占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著微處理器在汽車上的應(yīng)用，汽車發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的首要任務(wù)是根據(jù)各種性能指標(biāo)確定發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的最佳特征，可以相應(yīng)于各種工況、環(huán)境和狀態(tài)自動作相應(yīng)調(diào)整和補(bǔ)償，使發(fā)動機(jī)始終保持在最優(yōu)狀況運(yùn)行。

目前電控的內(nèi)容主要包括：燃油噴射控制、點(diǎn)火及爆震控制，此外還有怠速控制、超速保護(hù)、減速斷油、廢氣再循環(huán)控制、增壓控制、可變氣閥定時控制、發(fā)動機(jī)故障自診斷和故障安全系統(tǒng)等。

3電控發(fā)動機(jī)的發(fā)展趨勢

隨著排放法規(guī)的不斷嚴(yán)格和電子技術(shù)的迅速發(fā)展，汽油機(jī)電控技術(shù)取得了顯著的進(jìn)步，作為一種新技術(shù)已在汽車工業(yè)中建立了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前，汽油機(jī)電子控制的發(fā)展趨勢還十分強(qiáng)勁。汽油機(jī)電控系統(tǒng)的研究和發(fā)展主要表現(xiàn)在幾個方面：

3.1控制器隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，發(fā)動機(jī)的控制器在小型化的同時功能越來越強(qiáng)。目前，電控單元的硬件不斷豐富，集成化程度越來越高，數(shù)據(jù)采集、計算和通訊速度不斷提高，對燃燒壓力的瞬態(tài)變化也能進(jìn)行實(shí)時處理。發(fā)動機(jī)控制向綜合控制方向發(fā)展，不僅是實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)本身的控制還同時兼有車輛自動變速、主動懸架及車速控制等的汽車綜合管理系統(tǒng)。當(dāng)前，16位機(jī)取代8位機(jī)成為車用微機(jī)的主流機(jī)型，而且向32位機(jī)邁進(jìn)，這將有力地支持控制系統(tǒng)發(fā)展更多、更高級的功能。

3.2傳感器傳感器的發(fā)展趨勢是走向小型化、集成化及智能化，能夠?qū)囟?、電壓進(jìn)行自動補(bǔ)償，并自動恢復(fù)由于長期使用造成的性能衰退；具備自診斷及自修復(fù)功能，并直接輸出數(shù)字信號，簡化控制單元；傳感器本身有較強(qiáng)抗干擾能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。目前新型傳感器的開發(fā)主要集中在燃燒數(shù)據(jù)傳感器研制和發(fā)動機(jī)輸出參數(shù)檢測兩個領(lǐng)域。

3.3控制軟件的發(fā)展突出表現(xiàn)在新型控制理論在發(fā)動機(jī)控制中的實(shí)際應(yīng)用，汽油機(jī)的控制理論從開環(huán)控制走向閉環(huán)控制，從最優(yōu)控制走向自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)控制，最終走向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制。未來一段時間內(nèi)，控制軟件發(fā)展主要表現(xiàn)在幾個方面：

①為新的變量開發(fā)控制算法；

②為開發(fā)控制算法進(jìn)行仿真研究；

③為車外診斷的專家系統(tǒng)和在車內(nèi)使用的控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真應(yīng)用研究。

新一代電控發(fā)動機(jī)的研制包括：

a）汽油機(jī)稀薄燃燒技術(shù)的研究；

b）汽油機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)的研究。

總之，電子控制在當(dāng)前發(fā)動機(jī)控制發(fā)展中起了核心作用。今后的發(fā)動機(jī)電控將隨著社會的各種要求和