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ECU调校的原理

时间:2018-02-24    点击: 次    发布者:Aaron - 小 + 大

       现代汽车发动机的运转由汽车电脑(即ECU)控制,ECU控制发动机的进气量,喷油量,点火时间等,从而决定引擎运转效率和功率、扭力等性能。发动机工作在各种转速、档位、负荷、温度等条件时‘所对应’的进气量,喷油量,点火时间等信息,以数据库方式记录在ECU中,这个数据库称为“M.A.P.”。ECU优化调校的实质就是根据特定发动机的实际工况工差和实验数据为基础,优化修改这个“M.A.P.”数据库。也就是通过改变控制发动机的数据,从而优化发动机的运转,达到所更加完美的效果。


      ECU调校之后不会影响汽车的使用寿命和安全性。它只是优化汽车发动机和ECU的运行参数,而不是让发动机工作在极限状态,优化是建立在保证使用寿命和安全性的基础上的,同时也会保留绝对安全的空间 ;因此不会影响到汽车的安全性和使用寿命。同时,对汽车现有的电子系统(包括安全防盗)不会产生任何不良影响,原厂诊断电脑并不会发现程序上的变动,也不会有无法消除的故障码出现,更不会影响回原厂作诊断。


       汽车的机械改装到一定程度假如电脑不升级,改下去的产品是不能发挥它的最大效能的,比如我们改了一条排气管,马力增加了6匹,但ECU优化调校后可能达到10匹,这就是ECU调校的价值。


      一般而言,ECU调校之后,动力提升8%-36%,降低油耗5%-25%,减少废气排放(自然进气车型可提升大约5%-15%的功率和扭矩,TURBO车型约可增加马力10%-30%)。同时,能使自动挡车型换档更平顺,动力衔接更好;也可解决一些原厂未能很好解决的问题,如:怠速过低易熄火、变速箱换档震动、加速动力输出延迟等问题。


       对'90年代中期以前的车种来说,由于EPROM型的计算机可以很容易的读出、烧录资料(这就是目前国内大部分改装店进行的所谓电脑改装方式)甚至是直接拷贝就能够改写程序,然后浮差在电路板上就一切O.K.,因此进行ECU改造可说是再简单不过的事情。但是当SMT、PSOP这种更精密、复杂的设计出现后,修改的困难度也随之大大提高,除了程序部分不好读取、更改以外,其尚有内码辨识,防盗码等保护装置,以及和机板黏接需要有恒温设备,所以芯片改装价格不便宜自有一定的道理。所以大家要理解目前改装店的苦衷!  


       因为CPU内建内存型的计算机不容易改装,日本的Tuner也想出另一种取代方案,就是用I/O适配卡的追加机板方式另外控制,而且此机板的数据还回复成EPROM记忆,相形易便于往后再做程序的修改,不过这类外加机板的改造属于一种消极的变通办法,讲究正统的欧洲人还是倾向于更换芯片和通过ECU 端口(K-LINE,J-1860或L-LINE)读取,写入程序的改法。  

说到芯片本身的改装方面,欧美地区一向有很多的专门公司负责开发,现在因特网的四通八达,它们的作业模式是采取先请各地据点读出每部车的ECU资料上传,让母厂可确定车身号码、ECU编号与年式/规格,接着再到其丰富的数据库找寻适当的程序寄出;而经销商在下载了这些数据至硬盘之后,就会用烧录器将程序写入到芯片里,每一种芯片都有专用的烧录基座,最后再用检测计算机输入基本车辆数据便大功告成。在此之中,多数的芯片在电路板之间还会增设一个转接座,目的是在于防盗和解碼,有些更会利用到背面附加的运算晶体,来加快程序的计算速 度,这些Know-How也都是知识产权的一部份。  


       随着ECU运算和控制 的不断进步,以上的调校方式逐步被OBD II接口连接数据交换的方式所取代,这也是未来ECU Tune趋势。如果大家觉得有必要,我会在今后传一些相关通过OBD II 端口调校ECU的资料,国内目前用到这种方式的公司以:ECUTEK,SCT(DSF),ALIENTECH,CMD FLASH,BYTESHOOTER,DIMSPORTS等为代表。相信到过国外的同行应该了解,国外的ECU改装,通过OBD II的方式非常普遍,甚至有的公司已经有通过蓝牙 OBD III进行ECU调校了。还有美国一家电脑调校公司,把设备作成和I-PHONE一样的外观,估计很快国内也要上市销售了。  


       谈到这里相信很多人会有一个疑问,就是假使自己的车子已经过一些像凸轮轴、压缩比、涡轮的改造,那么这种芯片能够完全匹配吗?事实上那些国外的计算机改装公司,皆可以提供搭配改造内容的程序,只要你详细告知其各项数据、数据,他们就会使用读取机来仿真引擎运转的各种状况做设定,以及在换装过芯片的计算机机板接上排线,来进一步测试马力提升的范围,通常若不是太过重度的硬件面改造,大概都是可以应付的。如果通过重度改装,甚至是赛车等,那就要非常仔细甚至要很多天的微调进行才可以,所以,对于很多店家的实际操作来说:不能太快答应客人,要了解清楚客人的具体要求后,询问好上家后才可以做一些重度改装ECU匹配升级。从另外一个角度来说:硬件的改装,尤其是涉及发动机和点火系统的改装,必须要通过ECU的软件改装来进行匹配!否则,会造成很多客人的诸如没有效果的投诉,同时仅仅通过ECU的改装就要达到什么夸张的效果,是不现实和误导客人的。   


       再过来关于On-Board化的计算机改装上,目前最有名的要算是BYTESHOOTE和KWP2000的设计。BS的工作流程大致是将读写器连接在车辆的检测座与手提电脑间︵插头现均统一为OBD-Ⅱ规格的蓝盒子,而技师只需输入车身编号等,存取原车程序,并写入读写器上的专用芯片,这个过程仅要花费短短的十分钟,接下来待数据送至原厂改写回传后,就可以用相同的方法重灌入ECU芯片之内。   


       此外,这套管理系统还有着重复记忆的功能,也就是不管做了什么样修改,它都存有原厂和先前的程序,因此你可在各种场合选择不同需求的程序,等到平常再写回原厂数据就好了,真是非常方便且有很高的实用性。事实上最近不少欧系原厂都有芯片改装这项服务,同时可兼顾到油耗、环保、耐久性与附带保固,相当值得大家一试。 但是以BS MINI为例, 在售卖前是要求另外单独购买协议,整个费用算下来也不便宜。并且,BS现在已经被奥地利一家公司收购,在很多的程序和升级问题上比以前要困难很多。  


可程序化计算机 (外挂电脑)对应重度改造的利器 :  

      在ECU调校的领域中,除了以原厂计算机做芯片的修改以外,另一个在最近引起热烈讨论的话题就是使用可程序化计算机,其优点主要是调整自由度极高,可应对程度很大的引擎改造,而且相对于车种上的限制也较少,所以它是越来越受到性能迷的欢迎。按整体的架构面来看,源自于赛车的可程序化计算机大体分有整颗和原厂ECU交换的型式全功能系统,以及跨接于ECU的载负型电控系统,具体来讲前者就是利用可调式ROM,把连接端口一样的计算机变成具可程式的性质,而后者则是运用另一个接口来控制原车ECU的信号,以达到修改程序数据的目的。  


      与原厂ECU直接对换的可程序计算机,好处在于安装非常简单,并且像A'pexi的Power FC更能使用随车调整基本项目的数据,便利性可是其最大特点,但它不能像跨接型般的可供多种车型改装,算是比较可惜的地方;载负型计算机尽管属于泛用的设计(有些要视点火型式决定),不过这还分有多种的级数与扩充性,买到高等级制品时的价格可是相当昂贵的。以此类常见于日系大马力车改装的F-CON Ⅴ Pro、赛车必定会配备的Motec来说,它们就清一色是配置32位的CPU而有较快处理速度(0.00001秒),同时都可以更改配线进化为序列 式喷油和点火,而且在纯竞技化的场合时,还能采专用线组、感知器独立成一套系统取代原车ECU︵街车有电器/仪表顾虑不能这样做,不难想见其控制面有多精密了。Motec另可搭配ADL4多功能显示屏幕。   


      关于可程序化计算机的实际功能性上,一般均有着空气流量电压、节气门角度、可变气门/NOS切换点、喷射时间、点火时期、Boost调设、转速/车速/过压限制解除、流量计内码(VQ参数)变更、回油熄火抑制等项目,等级较高的则会再加入温度补偿、自我修正、负载参考、加速增量、起跑/换挡增压、流量计改Map Sensor这些机能,而且曲线调整间隔亦更为细密,并有着3D立体图、空燃比以及行车记忆显示,以帮助设定上的精密程度。在此之中,进行可程序计算机的调校,最好要有爆震指示仪、高精 度A/F计的辅助,同时上附煞车负荷的马力机测试方能发挥最大效果,不然等到调好后大概引擎也差不多了。  


      调校设定基础 取决于进气曲线 ,通常会采用可程序化计算机的人士,大多数是因为做了加大涡轮的改装,相对得动到喷油嘴、流量计这些零件才会有此需要,笔者也特别整理了这方面的相关知识,期望大家能获得正确的概念。首先在喷油嘴的调整上会有一项:无效喷射时间的设定,所谓的无效喷射时间(单位m/s,是指喷油嘴开始开启到全开所费时间)电螺管吸引柱塞的时间,每一个喷油嘴都有自己的无效时间,所以要让ECU知道新的数据才能确实控制,其变更方法就是将改装喷油嘴的无效时间减去原厂,所得数值再输入进计算机;另外喷油嘴的吐出量够用就好,否则低转速会很难控制。  

其次为何要改装流量计的部分,主因是每个空气流量计都有应对空气量的极限,如果超过这个范围马力也无法发挥,并且还有因电压过大烧毁热线芯的可能,故更换大涡轮相对要流用计量幅度更大的粗径式样,这对吸气顺畅性亦有一定的帮助;至于空气流量计改喷油传感器的场合,除了是最大的流量计都不敷使用以外,主要就是大Turbine(含缩短吸气管)很容易在收油时,发生增压空气回吐逆冲流量计,致使油气过浓甚至是熄火的问题︵额外优点便于配管与减少进气阻碍。基本上如果负载没有很大时,其实原厂流量计的电压设定是最佳的,毕竟其空燃比考虑 非常周延,比较不会造成油气偏浓的无力现象,而更换大流量计后的必要工作即是修正Air Flow值。   


       目前国内很多店家热衷改装涡轮,因原本的流量计计测能力不足,或者是担心收油时增压空气逆冲流量计,造成喷油过浓甚至熄火的情形,所以加大空气流量计、直接改成喷油传感器信号也有其必要性,这时可程序计算机就派上用场了。   

最后也是最重要的供油/点火脉宽修改,基本你应该选择绝对压力坐标的负荷轴(某些计算机可连接专用的压力感知器),控制上较为精密些并能符合实际的状况,而且还需要了解到进气和转速的对等关系,就好像是负压状态、开始增压到最大值的曲线,以及Boost上升速度、吸气温度高低倾向等的表现︵注意加大中冷器便能增加空气含氧密度,但有可能造成压力损失。此处要特别小心的一点是瞬间增压的影响,必须能随之送出够快且足够的燃料量,藉以取得Over Boost时的引擎安全性,当然硬件面的配合譬如强化泵浦也不可缺少,如此才能做好正确的初期设定。   


      以增压前后的压缩压力特性来看,理论上吸气量少的负压区域调校,主要是将喷油量减少与点火角度提前,而到达一标准大气压(刻度0)前就要做好增量的准备,Boost介入后带来的大量进气则需要加大燃油,以及后退点火正时点。请想想燃烧时间的快慢问题,其中点火和供油还有一层关联,就是浓喷油可前进、稀薄需要延后,这是一个调整时的大致概念。笔者顺带一提的是,高转速域混合气较稀与点火设定较早的状态下,虽然马力输出和反应是最佳的,可是危险性也会提高很多,所以适度的将燃料增 浓及延迟点火,对引擎的保护是有正面帮助的,计算机调整的基础原则仍是建立于耐久性一项。这也是在改装外挂涡轮的时候,大家要注意的地方,最值得一提的是:这个外挂电脑,最好不要放在那些容易让客人接触的地方,否则,客人的随意调谐,会毁车毁发动机,而且,也说不清楚是谁的错误!

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