汽车发动机工作原理，汽车为什么会跑？

随着我国经济的发展，人民生活水平逐步提高。汽车是人类常用的交通工具。在当代，我国汽车产业市场依然是巨大的。随着电子技术的不断发展，传统的汽车工业与新兴的电子工业相结合，开创了汽车概念的新时代。但是，随后的汽车故障率也从原来的机械系统故障逐渐变为电路系统故障。传统的机械维护方法不能再使用现代电子系统的故障检测和维护。为了保持整个车辆心脏的旋转，电子控制技术也越来越显示出其优势。汽车电子控制发动机在功率，燃油经济性，低排放污染，加速和减速性能以及启动性能方面表现出相对优势，并逐渐形成了新的行业法规。

随着电子技术的飞速发展，由于数字电路和大规模集成电路的使用，用于汽车电控系统的ECU由于采用了数字电路及大规模集成电路，其集成度越来越高。该功能大大增加，并具有各种备用功能。此外，各种控制器与汽油喷射控制，点火控制和其他控制系统有关，因为所使用的许多传感器可能是通用的，例如水温传感器，进气温度传感器，负载，车速（速度）传感器等。因此，使用具有集中功能的控制时，不必根据不同的功能设置传感器和ECU，而是将多个控制功能集成到一个ECU中，而对于不同的控制功能只需要一个传感器即可。那就是汽车的微电脑控制系统。

闭环式电控系统

开环式电控系统

目前汽车发动机上常用的电控系统工作原理一般有两种，第一种是闭环式工作，比如，传感器测量出来的信息传到控制器以后，根据测量结果，给予执行机构执行命令，执行机构根据ECU 控制命令对相应控制对象进行控制。如，汽车发动机电控系统中的进气系统是闭环式工作原理进行工作。第二种是根据传感器信号执行器进行命令，执行机构控制对象，跟闭环式不同的是，执行机构执行的内容被另一种测量机构来监控，测量结果反馈至控制器，第二次进行控制命令是进行一次优化。如汽车发动机电控系统中的排气系统是开环式工作原理来进行控制。现代发动机电控系统基本上是计算机控制系统，有开环控制，也有闭环控制。计算机控制系统与上图工作原理中比较，增加了微处理器，根据计算结果而进行控制。

微处理器工作原理

目前应用在汽车发动机上的电控系统有电控燃油喷射（EFI）系统、电控点火系统（ESA）、怠速控制系统（ISC）、排放控制系统 、进气控制系统、增压控制系统 、警告系统 、自诊断与报警系统、失效保护系统、应急备用系统等。电控燃油喷射（EFI）系统根据各传感器输送来的信号，能有效控制混合气空燃比，使发动机在各种工况下，空燃比达到最佳值，从而实现提高功率、降低油耗、减少排气污染等功效。

该系统可分为开环和闭环两种控制。电控燃油喷射主要包括喷油量、喷射正时、燃油停供及燃油泵的控制。电控点火系统（ESA）系统可使发动机在不同转速、进气量等因素下，在最佳点火提前角工况下工作，使发动机输出最大的功率和扭矩，而将油耗和排放降低到最低限度。该系统分为开环和闭环两种控制。电控点火装置闭环控制系统通过爆震传感器进行反馈控制，其点火时刻的控制精度比开环高，但排气净化差些。点火装置的控制主要包括点火提前角、通电时间及爆震控制等方面。怠速控制系统（ISC） 在发动机在汽车运转、空调压缩机工作、变速器挂入挡位、发电机负荷加大等不同怠速运转工况下，由ECU控制怠速控制阀，使发动机都能处在最佳怠速转速下运转。排放控制项目主要有:排气再循环控（EGR），氧传感器及三元催化转化器开环、闭环控制，二次空气喷射控制，活性碳罐电磁阀控制等。

发动机构造

进气控制包括：动力阀控制、涡流控制阀、进气惯性控制系统（ACIS）、VTEC可变气门正时和升程电子控制技术、巡航与电控节气门等方面。增压系统上ECU根据进气压力传感器（MAP）检测的进气压力信号去控制释压电磁阀，以控制排气通路切换阀，改变排气通路的走向，从而控制废气涡轮增压器进入工作或停止工作。警告系统功能是，ECU控制各种指示和警告装置，显示有关控制系统的工作状况，当控制系统出现故障时能及时发出警告信号。如氧传感器失效、催化剂过热、油箱油温过高等。自我诊断与保护系统利用ECU，对电子控制系统中的各部件进行监测、诊断，根据发动机电子控制系统的工作情况，能自行地及时地找出发动机电子控制系统出现的故障。失效保护系统是当ECU检测到传感器或电路中出现故障时，仍然会按照ECU设定的程序和数据使控制系统继续工作（此时性能会有所下降）或停机。备用系统指的是后备系统也叫后备功能。它是当ECU内微机控制程序出现故障时，ECU把燃油喷射和点火正时控制在预定水平上，作为一种备用功能使车辆继续行驶。该系统只能维持基本功能，而不能保持正常的运行性能。当发动机进入后备系统工作时，也叫进入“跛行”状态，还有的称其为“缓慢回家”状态。

工作原理图

现在主流电控发动机主要工作原理是发动机启动时，电子控制器进入工作状态，某些程序或步骤从ROM中取出，进入CPU。这些程序可以是控制点火时刻、控制燃油喷射、控制怠速等。通过CPU的控制，一个个指令逐个地进行循环。执行程序过程中，所需的发动机信息，来自各个传感器。从传感器来的信号，首先进入输入回路，对其信号进行处理。如是数字信号，根据CPU的安排，经I／O接口直接进入微机；如是模拟信号，还要经过A／D转换，转换成数字信号后，才能经I／O接口进入微机。大多数信息，暂时存储在RAM内，根据指令再从RAM送至CPU。下一步是将存储在ROM中的参考数据引入CPU，使输入传感器的信息与之进行比较。对来自有关传感器的每一个信号，依次取样，并与参考数据进行比较。CPU对这些数据比较运算后，作出决定并发出输出指令信号，经I／O接口，必要的信号还经D／A转换器转变成模拟信号，最后经输出回路去控制执行器动作。如是喷油器驱动信号，则控制喷油正时和喷油脉宽，完成控制喷油功能。发动机工作时，微机的运行速度是相当快的，如点火正时，每秒钟可以修正上百次，因此其控制精度是相当高的。