高登山 無錫職業(yè)技術學院汽車教研室 214121

手動檔汽車節(jié)油技術分析

高登山 無錫職業(yè)技術學院汽車教研室 214121

近年隨著油價不斷上漲，汽車節(jié)油技術越來越受到關注。文中提出一種針對手動擋汽車節(jié)油的新方法，通過電控技術來改進發(fā)動機供油系統(tǒng)，使汽車在怠速停車時降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速來減少油耗，取得了較好的節(jié)油效果。

節(jié)油；供油系統(tǒng)；怠速

引言

近幾年隨著全球汽車保有量的不斷增加，燃油消耗量也隨之增加，而石油開采難度的相應增加以及石油加工成本的不斷上升，致使世界石油市場的價格不斷攀升，我國為此近幾年也多次上調(diào)汽油價格。加上我國是一個發(fā)展中的大國，如何有效地利用和節(jié)約資源，使其能夠更好地適應國民經(jīng)濟持續(xù)、快速和健康發(fā)展的需要，已成為我國一項重要的戰(zhàn)略問題。目前世界各大汽車公司在擴大汽車生產(chǎn)量的同時，也在積極致力于研究汽車節(jié)油新技術，一方面通過改進現(xiàn)有發(fā)動機供油系統(tǒng)來提高汽車的燃油經(jīng)濟性；另一方面通過改善汽車硬件來降低油耗。雖然方法很多，但是主要目的都是為了節(jié)能減排[1]。

圖1 電控燃油噴射系統(tǒng)工作原理圖

1 改進供油系統(tǒng)

1.1 概述

隨著電子技術的不斷發(fā)展，目前電控燃油噴射系統(tǒng)(EFI)已完全取代傳統(tǒng)的化油器油燃燒系統(tǒng)，EFI在燃油消耗率降低10%左右的前提下可使發(fā)動機功率提高5%～10%，并且廢氣排放量可減少20%左右。所以其燃油經(jīng)濟性和環(huán)保性都得到了社會的認可[1]。

1.2 工作原理

電控燃油噴射系統(tǒng)的工作原理如圖1所示，從圖中可知該系統(tǒng)主要由電控單元(ECU)、傳感器和執(zhí)行器三個部分組成。ECU是EFI系統(tǒng)的核心控制元件，它一方面接受來自傳感器的信號，另一方面完成對信號的處理工作，同時發(fā)出相應控制指令來控制執(zhí)行元件的正確動作。ECU接受各種傳感器傳遞來的信息，這些信息主要分為兩種，一是來自發(fā)動機內(nèi)部的信息，比如：發(fā)動機轉(zhuǎn)速、曲軸位置和冷卻液溫度等，二是來自發(fā)動機外部但對發(fā)動機的運行非常重要的信息，比如：節(jié)氣門位置、空氣流量、進氣溫度、車輪轉(zhuǎn)速和尾氣中氧的濃度等。ECU把從傳感器中獲得的數(shù)據(jù)進行運算并和存儲器中的固定值進行比較，從而對各個執(zhí)行器(在這里我們主要說噴油器)發(fā)出正確的指令，不但能使發(fā)動機在任何工況下都能獲得最佳燃油比，還能消除改變工況行駛時的遲滯現(xiàn)象，從而實現(xiàn)對發(fā)動機最佳控制。

1.3 節(jié)油分析

對于EFI當發(fā)動機處于怠速運行時為了維持發(fā)動機的自行運轉(zhuǎn)，ECU不得不使噴油器向各個汽缸內(nèi)噴少量的燃油，雖然噴入的油量和汽車加速時相比不多，但是如果汽車長時間處于怠速狀態(tài)，加在一起總的耗油量也不少。實驗證明發(fā)動機在怠速時的耗油量和其轉(zhuǎn)速成正比，這樣適當降低發(fā)動機的怠速就可以降低發(fā)動機的油耗。但是汽車發(fā)動機的怠速如果過低又會使手動檔汽車在起步的時候容易出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，這樣不但不能節(jié)油反而會費油，為此可采取措施讓汽車在怠速時適當降低發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，當掛入一檔準備起步前相關的傳感器就把要起步信息傳給ECU，這樣ECU就增加噴油器的噴油量，即增大了怠速時的轉(zhuǎn)速。這樣就可以保證汽車在平地起步時不需要踩油門而直接通過緩慢抬離合器就能夠達到順利起步，這比起步時邊抬離合器邊輕踩油門要省油。

為了實現(xiàn)對一檔是否連接進行控制，就要有專門檢測檔位是不是在一檔的傳感器(這里稱為一檔傳感器)，當然這還要和車速傳感器共同使用，ECU對其信號的控制如圖2所示。從圖中可以看出，ECU接受一檔傳感器和車速傳感器送來的信號，如果這兩個傳感器送來的信息說明目前檔位不在一檔且汽車的車速為0，則ECU使噴油器的開度最小(即發(fā)動機保持最小怠速)，這樣噴油器所噴的油量也就是最小，但此時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速要能夠保證發(fā)動機正常運行。當然ECU還要判斷此時空調(diào)是否打開，如果空調(diào)打開，則必須提高發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，也就是維持原來的高怠速運行，否則一方面發(fā)動機容易熄火，第二會使發(fā)動機因輸出功率不足而出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。如果這兩個傳感器送來的信息說明目前檔位在一檔且汽車的車速為0，則說明駕駛員有起步的意圖，ECU使噴油器的開度增大(進入高怠速狀態(tài))，從而增加發(fā)動機的轉(zhuǎn)速來避免出現(xiàn)起步熄火的現(xiàn)象。這樣在ECU的存儲器中存儲有兩個不同的怠速數(shù)據(jù)，具體發(fā)動機的怠速是高速還是低速由ECU判斷的結(jié)果所決定。

這樣當汽車在擁擠的城市路段等車時只要把檔位放在空檔，發(fā)動機的怠速便非常低(空調(diào)打開除外)，如果出現(xiàn)堵車或者長時間的怠速等車時節(jié)油效果就會很明顯。

對于目前EFI系統(tǒng)當汽車在高速行駛時如果不脫檔而松開油門，這時由于車身的慣性會使汽車向前滑行，向前滑行的汽車通過檔位帶動發(fā)動機高速轉(zhuǎn)動。ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器和發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器來決定是否讓噴油器噴油，即當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速高于目前存儲器中所給定的怠速值時，ECU讓噴油器停止噴油，此時由于發(fā)動機開始對汽車制動，制動的結(jié)果是兩者的轉(zhuǎn)速都降低，當降低到發(fā)動機的怠速值時ECU經(jīng)過判斷又開始讓噴油器噴油，這就是EFI的減速停油過程。如果車輛下長坡，則節(jié)油效果相當明顯。所以當汽車高速行駛需要滑行時，千萬不能像化油器供油系統(tǒng)的汽車采取空檔滑行。

2 總結(jié)

隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，我國汽車保有量目前以年均8%左右的速度高速增長，眾所周知汽車耗油給我們帶來了石油資源日漸枯竭和環(huán)境污染日益嚴重兩大問題。當前世界各國以汽油車為起點，圍繞節(jié)能、環(huán)保和安全三大主題，積極探索節(jié)能減排技術。除了上面提到的方法之外，有的汽車制造商對汽車進行塑化處理，通過減輕汽車的自身重量達到節(jié)能減排的目的，也有的制造商從能源替代角度入手，開始向電動汽車、氫動力車和乙醇燃料車的目標挺進，努力賦予汽車“綠色生命”。相信我國在政府的不斷支持下，汽車節(jié)油技術會逐步走向世界的前列！[2]

圖2 ECU節(jié)油控制框圖

[1] 劉暢. 基于EFI系統(tǒng)的汽車節(jié)能技術探討[J]. 高等函授學報. 2007年4月. P34～P37

[2] 肖永清. 節(jié)能減排力推汽車塑化的新潮流[J]. 城市車輛. 2008年2月. P49～P54

高登山 (1978～)，男，江蘇沛縣人，工學碩士。從事汽車的教學工作，研究方向為汽車電子控制。