


最近过来店里的两名客户的改装经历促使了我想写一写关于ECU改装的那点儿事儿。
第一个是一个全套二阶改装的高尔夫R客户,车辆使用中发现起速无力,0-100加速反复输给原厂车(貌似对车主打击很大),希望我们帮他检测一下车辆问题。检测后发现,发动机不光单杠失火而且火花塞上还有很多水迹,发动机明显有烧水现象,尾气排放严重不合格。
就是下图这辆,不得不承认蓝色高尔夫R还是很漂亮的。
另一位客户是一辆帕萨特CC,改装了外挂ECU,汽车油耗偏大(日常驾驶堵车能到20个)感觉ECU提升效果不明显,希望可以检测下ECU提升效果和油耗大问题。
在给两位车主讲解ECU改装和检测的时候意识到很多改装店只是单纯的给车主码出一些提升的数据,而并没有给车主讲明白ECU改装的原理,所以最近就想抽出时间先把问题车话题放一放,我们来一起讲讲ECU改装,当然这方面知识也可以借鉴到发动机检测上。
那么,ECU改装都对你的汽车做了什么?
ECU改装实际上集中在下面几个重点上
解限,改空燃比,改点火正时
解限讲起来最为简单,解除掉最高时速限制,解除掉转速限制等,给司机对车辆更大的控制。
接下来我们来讲下空燃比(AFR),作为空气与燃料的比例,更改空燃比可以直接改变发动机动力,是车辆改装和发动机检测的重要指标。
烧过火的朋友们应该都知道,如果想让火烧旺,很多人会采取添加柴火(燃料)和扇风(添加空气,主要是氧气)这两个办法,不同的燃料和空气比例会产生不同的燃烧效果,而且燃料与空气有一个理想比例,在这个比例下燃料和空气会完全燃烧,两者都没有剩余。
那么我们车辆使用的汽油的理想空燃比是多少呢?我们可以一起来计算一下,觉得枯燥的朋友可以直接跳过到下个分割线看结果。
===计算理想空燃比的分割线====
我们已知,内燃机燃烧汽油和空气,排出二氧化碳和水
既 汽油+空气中的氧气 = 二氧化碳+水
汽油主要成分辛烷 既 C8H18 氧气是 O2 二氧化碳 CO2 水H2O
应用烃类燃烧的化学反应方程式通式 CxHy+(x+y/4) O2= x CO2+y/2 H2O
这样汽油的化学反应方程式便为:
2C8H18+25O2 = 16CO2+18H2O
经过查阅,炭的分子量12.01 氢的分子量1 氧分子量16
汽油 2C8H18 质量即为 2(12.01*8+1*18)=228.16克
氧气25O2质量为 25 * (16 * 2)=800克
那么我们就可以得知228.16克的汽油完全燃烧需要800克氧气
然而公式里面是纯氧,而现实中我们发动机吸入的是空气,所以接下来我们需要考虑到空气中氧气的含量,实际上空气中只含有21%的氧气,剩下的是78%氮气和1%其他气体,但是为了方便我们这里就按照21%氧气和79%氮气计算。
氮气分子量是28,氧气分子量是32,每克分子的气体在常压下体积为22.4升
那么1升空气中氧气重量为 (0.21*1/22.4)*32 = 0.3克
1升空气中氮气重量为(0.79*1/22.4)*28 = 0.988克
氧气在空气中的质量百分比就是23.3%
那么800g氧气就是800/0.233=3433.5克空气
最终得出3433.5克空气与228.16克汽油可以完全燃烧,下面我们计算出他们的比例
3433.5/228.16 =15.05
所以最理想的空燃比就是15.05了,这里需要说明:SAE发布的理想空燃比数字是14.7,这个数字也是国际上普遍认可的数字,中间有一些我们计算偷懒造成的误差,而且实际情况的我们加的汽油也不会是纯粹的辛烷,不同汽油也会有略微差距,所以大家理解汽油理想空燃比大概是14.7这个概念就好了。
=====分割完,答案是14.7=======
总之公认的科学数字就是14.7,如果达到14.7:1便是汽油和空气燃烧的理想比例。
如果改变比例,加入更多的汽油空燃比就会小于14.7,这种情况下会留下没有燃烧的汽油。
同理,如果加入更多空气,空燃比就会大于14.7并留下没有被燃烧的空气。
SAE曾经发文表示,他们实验发现内燃机燃烧汽油输出最大动力的空燃比是12.5,而实际上在我们自己在实际测试的经验中发现根据发动机不同会有略微区别,而大多都比12.5小,均处于12左右。(测试方法是调节空燃比后测试最大动力)。另外SAE表示最大热效率是空燃比处于16:1时(这方面并没有实测经验)。
下面是一些空燃比数据参考
最大动力12:1
明显黑烟 9:1
最大燃油效率 16:1
电喷车最低极限 22:1
化油器最低极限 18:1 (我暴露年龄了么。。。)
另外,行业里为了更方便直观的观察和调整空燃比,单独设立了一个Lamba值,既把14.7:1设为Lamba值1,增加汽油后数值少于1,减少汽油后数值则大于1,但实际意思是一样的。
修正:这里笔误写错,应为lambda非lamba,谢谢@张文川指出
不知道SAE是谁的朋友看下面
======SAE的分割线=======
原本是美国汽车工程师协会,现在已经是国际汽车工程师协会了
基本上所有汽车相关标准都与他们有关,比如我们常常谈论的机油粘稠度 5W-40
这些。
=========分割完========
那么按照SAE公布的标准,空燃比在12:1时汽车拥有最大动力输出,那么厂家是不是把我们的车辆空燃比都设置在了12:1呢?答案是:否。实际上由于日益严苛的排放标准,和省油的目的,所以厂家虽然也希望自己的车动力大但调校还是普遍更加贴近16:1的。
说到这里就又要提及大众排放门这个事情了,大众在设定马力机模式下系统调节空燃比到一个较高状态,损失一部分动力换取更低的排放,然而当切换回正常模式时空燃比也自动回归正常,排放也回归正常,这就是排放门作弊的原理。
不了解什么是马力机模式的朋友看下面,了解的可以跳过分割线
========马力机模式========
各大车厂会在电脑中预留的一个马力机测试模式,会有一连串秘籍一般的操作来开启,用于车辆出厂合格性检测和各类政策性测试等情况使用。一般开启后会彻底关闭ABS和ESP等辅助功能避免对动力输出造成影响,有些四驱车会切换成两驱。
下为NSX出厂马力测试图
======分割完=======
那么通过ECU改装调节空燃比,从原厂较为保守环保的16 : 1向12 : 1这个方向调节,车辆动力自然就会上升了。
ECU改变点火正时
下面我们来看看ECU改装的另一大项目:点火正时。
下图是一张四冲程发动机工作示意图
发动机工作期间,活塞会从下止点到上止点不停反复运动,如果点火过早,气缸内的油气混合物完全燃烧的一刻活塞还未达到上止点,这时活塞需要克服缸内压力继续上行到上止点后才可利用缸内压力下行,动力造成了损失的同时产生爆震,俗称“叫杆”。
那么如果点火过晚,当混合气体燃烧时活塞已经开始下行,相当于气缸容积变大导致燃烧后制造的压力变小,动力同样会下降。
厂家为了降低发动机故障率提升发动机寿命点火正时调校一般会保守很多,于是就留给了调整ECU的空间,由于爆震的影响因素比较多(汽油标号、转速、发动机温度、以及上面我们提及的空燃比)调整最专业的方式便是把车放上马力机,连接好各类传感器(AFR、EGT、Knock等)后首先将点火后调,之后一点点向前调整,直至寻找到最大马力点及发生爆震的点后再回调一小部分即可以找到最佳状态。
自吸车的ECU改装重点就这些,是不是理解了原理感觉很简单?而如果是增压车型还可以调节增压压力来获取动力,这也是为什么增压车型改ECU提升普遍高出自吸车型很多。但大家需要明白,ECU map实际操作起来要比我们上面讲的理论麻烦不少,以后有机会看到较好案例的时候我会整理好分享给大家,人人都可以成为改装高手。
关于ECU改装能提升多少?
有一定提升,不同车款会有区别,但在不改变硬件的前提下提升还是有限的,而且不论是外挂还是写入,改装时一般都会考虑到稳定性和安全性,也不会调整的太过极端。
商家说的提升都是真实的么?
这方面真的不好说了,每个行业都有好好做的和偷鸡摸狗的(也有部分是真的不懂,只管安装的),改装也不例外,像我前面说的那个第一个客户,改装后车况很差,我们没有推荐他跑马力机因为跑了结果也一定很糟糕,不如先把已经知道的问题修理好再说。第二个客户车辆本身没有问题,所以做了测试,结果大家可以看下,下图是两次测试的hp vs rpm输出图,横轴是转速,竖轴是马力和扭力,细线是改后,粗线是改装前。
可以看到原车200匹马力,减去大约15%的传动损耗,理论上轮上动力应该在170附近,图上可以看到该车跑出了172.3(车辆保养的不错,跑出了满分动力) 改装ECU后跑出了198匹,提升了25.7匹马力,效果还是可以的,不过听车主说商家声称的是提升40匹马力,当然也有可能商家指的是飞轮动力,40匹飞轮动力到轮上同样需要减去15%,40*0.85应该是34匹马力左右,与实际测试结果有一点差距。
关心二手车的人可能会关心ECU改装后能不能看出来?
可以,上面已经给大家讲了原理,掌握原理后检查ECU改装实在太简单。即便还原原厂后其实也有一些小技巧可以看出车辆是否曾经做过ECU更改,所以改装这些东西真的是若想人不知除非己莫为。
码字好累,这篇就先讲这么多,谢谢阅读,希望有帮到大家,最后来个CC测试时的照片。
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