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標(biāo)題: 解除原廠動(dòng)力封印 淺析發(fā)動(dòng)機(jī)ECU升級(jí) [打印本頁(yè)]
作者: 限速零公里 時(shí)間: 2012-5-8 15:19
標(biāo)題: 解除原廠動(dòng)力封印 淺析發(fā)動(dòng)機(jī)ECU升級(jí)
大家聊聊發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU升級(jí)。原廠的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU設(shè)定，會(huì)考慮車(chē)輛的尾氣排放指標(biāo)、燃油經(jīng)濟(jì)性、耐用性等問(wèn)題，是相對(duì)保守的。對(duì)于動(dòng)力有所要求的車(chē)主，可以通過(guò)合理的ECU升級(jí)改裝，更加精確的控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，提升動(dòng)力性能。
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近年來(lái)國(guó)內(nèi)改裝市場(chǎng)的逐漸成熟，提升車(chē)輛的動(dòng)力性能的改裝早已不是最初只涉及到基本的進(jìn)排氣、點(diǎn)火等入門(mén)級(jí)改裝了。使用渦輪/機(jī)械增壓器亦或是采用高壓縮比等方法來(lái)達(dá)到高轉(zhuǎn)速大馬力的自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)的改裝也早已不是什么新鮮事。
眾所周知，不同于過(guò)去的化油器時(shí)代，現(xiàn)在汽車(chē)的動(dòng)力單元的總指揮是發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，一臺(tái)車(chē)的硬件設(shè)備再完美，缺少一個(gè)合格的ECU也是無(wú)法運(yùn)行的，改裝ECU就是通過(guò)一些手段將原廠保守的ECU程序改寫(xiě)，從而實(shí)現(xiàn)提升發(fā)動(dòng)機(jī)某方面性能的目的。
☆ 什么是ECU：
ECU（Electronic Control Unit）電子控制單元，又稱(chēng)“行車(chē)電腦”、“車(chē)載電腦”等。從用途上講則是汽車(chē)專(zhuān)用微機(jī)控制器。它和普通的電腦一樣,由微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（ROM、、RAM）、輸入/輸出接口（I/O）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）以及整形、驅(qū)動(dòng)等大規(guī)模集成電路組成。用一句簡(jiǎn)單的話來(lái)形容就是“ECU就是汽車(chē)的大腦”。而本次我們說(shuō)的改裝ECU，是指發(fā)動(dòng)機(jī)ECU部分。
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☆ ECU改裝是什么？
改裝ECU，就是通過(guò)改變處理問(wèn)題的方法（原先設(shè)定好的ECU程序），來(lái)達(dá)到改變發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的目的。所謂的“ECU程序”，其實(shí)就是一套運(yùn)算法則，它存放在儲(chǔ)存器內(nèi)，對(duì)從輸入設(shè)備經(jīng)控制器轉(zhuǎn)化而來(lái)的信號(hào)，處理生成對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)，從輸出設(shè)備傳輸出去。于是，我們對(duì)于ECU參數(shù)的修改，實(shí)際上就是在修改運(yùn)算法則。
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然而這時(shí)問(wèn)題就出現(xiàn)了，當(dāng)輸入信號(hào)超過(guò)ECU內(nèi)默認(rèn)的正常值（過(guò)多或過(guò)少），不僅調(diào)校無(wú)效，更加有可能亮起故障信號(hào)燈。這時(shí)我們能做的，是讓這個(gè)信號(hào)不超出正常值；要么干脆放棄這個(gè)原裝設(shè)定的法則，當(dāng)然就是不用原裝電腦；又或者狡猾地用另外一套電腦實(shí)現(xiàn)你的運(yùn)算法則，而同時(shí)讓它“騙”原廠ECU。
☆ ECU改裝的方式
這就引入到三種ECU改裝的方式了。ECU改裝只是一個(gè)籠統(tǒng)的說(shuō)法，這當(dāng)中又可以分為直接改變ECU運(yùn)算器硬件的改裝與改變內(nèi)部程序的改裝�！靶序_”的方式主要有三種。
○ 替換式
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直接改變ECU運(yùn)算器硬件，就是我們?cè)谫愜?chē)場(chǎng)非常常見(jiàn)的“替換式電腦”，用“全職替換式ECU”控制發(fā)動(dòng)機(jī)，例如Motec、Haltech等品牌，就是較為著名的全取代式電腦，這種改裝通常都是搭配重度的發(fā)動(dòng)機(jī)硬件改裝使用，由于改裝后發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度、進(jìn)氣量、噴油量、壓縮比等數(shù)據(jù)大大超出原廠設(shè)定范圍，也就是說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)了非常大的改裝作業(yè)后，原廠ECU完全無(wú)法滿(mǎn)足硬件的需求時(shí)，這種競(jìng)技型產(chǎn)品是最合適的選擇。
替換式電腦完全無(wú)需考慮到原廠數(shù)據(jù)的局限性，所有數(shù)據(jù)任由技師隨意設(shè)定。雖說(shuō)替換式電腦有著無(wú)比強(qiáng)大的可調(diào)性，但這種電腦也正因沒(méi)有固定的形式與規(guī)格，一切需要從頭開(kāi)始。使得對(duì)技師的要求非常之高。至于多困難，光是讓車(chē)輛正常啟動(dòng)后怠速穩(wěn)定，一兩天的調(diào)校時(shí)間一點(diǎn)也不稀奇，所以這種替換式電腦多用于不計(jì)成本的職業(yè)車(chē)隊(duì)。
○ 寫(xiě)入式
而寫(xiě)入式改裝ECU則保留了原廠ECU硬件部分，采用將新的運(yùn)行管理程序?qū)懭隕CU程序的方法，因?yàn)楦淖兞嗽瓘S設(shè)定程序，寫(xiě)入式ECU又稱(chēng)改寫(xiě)ECU或民間常說(shuō)的刷電腦。這種改裝方式雖然受原廠ECU與傳感器所限，可調(diào)整范圍相對(duì)較小，但由于不會(huì)破壞原廠其他功能的使用以及更為穩(wěn)定安全的特點(diǎn)，近年來(lái)受到了更多改裝玩家的青睞。
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許多品牌都會(huì)推出對(duì)應(yīng)特定車(chē)型的ECU程序，目前較為流行的一些寫(xiě)入式ECU改裝品牌更是宣傳其設(shè)定的ECU程序會(huì)針對(duì)當(dāng)?shù)赜推�、氣候等因素，亦可選擇低扭增強(qiáng)型、峰值馬力增高型甚至是比原廠更省油的ECU改裝程序。
○ 外掛式
外掛式改裝ECU，簡(jiǎn)單說(shuō)就是通過(guò)將信號(hào)“偷偷”更換，欺騙帶有保護(hù)程序的ECU來(lái)達(dá)到改變執(zhí)行程序的目的。首先，外掛ECU將各個(gè)傳感器所反饋回ECU的信號(hào)進(jìn)行攔截，針對(duì)需要調(diào)整的信號(hào)進(jìn)行修改（可以理解為作弊，目的是騙過(guò)原廠ECU），將本來(lái)超過(guò)原廠ECU認(rèn)可上限的信號(hào)變成正常信號(hào)輸入原廠ECU，ECU接收到“正常信號(hào)”后將原廠設(shè)定的執(zhí)行程序輸出至外掛ECU，這時(shí)外掛ECU再將信號(hào)進(jìn)行修改（這時(shí)原廠ECU發(fā)出的指令并不適合執(zhí)行元件進(jìn)行工作）。
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在上述一系列動(dòng)作之后，一次成功的欺騙算是完成了。外掛式改裝ECU可調(diào)范圍介于其他兩種方式之間。但由于現(xiàn)代汽車(chē)ECU的性能越來(lái)越強(qiáng)大，自我保護(hù)程度更高，外掛式電腦的操作難度也越來(lái)越大。
總的來(lái)說(shuō)，三種方式各自有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，替代式適合重度改裝甚至競(jìng)技改裝，刷寫(xiě)式適合原裝ECU保護(hù)性較強(qiáng)以及輕度改裝，外掛式的電腦則適合輕度至中度的改裝，并且對(duì)應(yīng)較為容易修改數(shù)據(jù)的原裝ECU。
☆ 發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的控制理論：
我們還是有必要了解一下發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的控制原理：首先，我們的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)是一個(gè)閉環(huán)控制：通過(guò)固定的程序（不同工況下的空燃比以及點(diǎn)火正時(shí)）設(shè)定好發(fā)動(dòng)機(jī)的工作規(guī)律。然后在排氣管加入氧傳感器，用氧傳感器判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，油量多了還是少了；在汽缸加入爆震傳感器，判斷點(diǎn)火正時(shí)是提前了還是延后了；水溫傳感器，可以判斷發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室溫度是否正常來(lái)修正供油量，保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，等等。將這些情況發(fā)送到ECU，然后ECU就會(huì)根據(jù)它們的反饋，不斷地調(diào)整噴油量以及點(diǎn)火正時(shí)。
ECU通過(guò)各種傳感器（包括溫度傳感器、壓力傳感器、旋轉(zhuǎn)傳感器、流量傳感器、位置傳感器、氧氣傳感器、爆震傳感器等）收集發(fā)動(dòng)機(jī)的各部分工作狀態(tài)信息，由負(fù)責(zé)傳輸?shù)木�路發(fā)送至ECU。在ECU接收了這些信號(hào)之后，就會(huì)對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行分析，便會(huì)得知發(fā)動(dòng)機(jī)各部件功能處于什么樣的狀態(tài)，運(yùn)作情況如何的信息，然后根據(jù)事先寫(xiě)好的程序自動(dòng)運(yùn)算，在這個(gè)狀態(tài)下應(yīng)該讓哪些執(zhí)行元件做哪些事情，繼而將指令發(fā)送到執(zhí)行元件，命令執(zhí)行元件工作。
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『是臨時(shí)制作的閉環(huán)控制示意圖。如果“氧殘余量反饋”去掉，那就是不帶反饋的開(kāi)環(huán)控制。目前所有的ECU都采用閉環(huán)控制，使得發(fā)動(dòng)機(jī)管理更精確�！�
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做個(gè)簡(jiǎn)單的比喻：整個(gè)過(guò)程就好像一根絨毛，輕輕的觸碰到你的鼻孔，鼻毛（傳感器)便會(huì)把觸控的信息傳至大腦（ECU），然后大腦就對(duì)信息進(jìn)行分析，確實(shí)有異物進(jìn)入鼻孔了，接著便會(huì)對(duì)鼻孔的各部分發(fā)出指令，命令鼻孔進(jìn)行氣體噴射，然后達(dá)到清理異物的目的，如果異物造成的影響超出了系統(tǒng)可以承受的范圍，隨之會(huì)伴隨著各種巨大的噴嚏響聲（信號(hào)警報(bào)，故障碼爆出）。
☆ ECU改裝原理
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我們已經(jīng)了解到發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是由三部分組成的，即傳感器Sensor、中央控制單元ECU以及執(zhí)行元件，理論上只要這三大系統(tǒng)都在正常工作，發(fā)動(dòng)機(jī)就可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)（其他硬件正常狀態(tài)時(shí)），但正常工作只是內(nèi)燃機(jī)工作的最低要求。拋開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)排量、零部件強(qiáng)度、精度、進(jìn)排氣系統(tǒng)、點(diǎn)火、供油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等部件的性能不說(shuō)，單就ECU程序設(shè)定而言，原廠車(chē)型設(shè)定的ECU程序會(huì)顧慮到車(chē)輛的尾氣排放性能、燃油經(jīng)濟(jì)性、耐用性等問(wèn)題，甚至?xí)櫦暗绞欠襁m用于城市道路行駛（動(dòng)力輸出特性，強(qiáng)調(diào)低扭輸出）。
原裝電腦會(huì)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同負(fù)載以及轉(zhuǎn)速，設(shè)定一個(gè)最為穩(wěn)定的噴油以及點(diǎn)火參數(shù)，既不會(huì)使得燃燒溫度過(guò)高，也不會(huì)使混合氣過(guò)濃或過(guò)稀，同時(shí)考慮到不同地區(qū)的燃油品質(zhì)差異（點(diǎn)火時(shí)間控制保守）。但是既然是廣泛適用，那么這個(gè)設(shè)定一定是較為保守的。通過(guò)改變ECU程序來(lái)更加精確化的控制噴油量、點(diǎn)火正時(shí)等就可以提升發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率或者動(dòng)力性能。亦或是兩者兼顧。
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我們首先要明白一個(gè)道理，內(nèi)燃機(jī)是通過(guò)燃燒燃料，爆炸而產(chǎn)生動(dòng)力的，那么燃料與空氣之間的配比就非常重要。稀薄的混合氣（空燃比大于14.7）能省油，濃混合氣（空燃比小于14.7）可以提供更大的動(dòng)力。當(dāng)然，所謂的濃或者稀，一定是在保證發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作狀態(tài)之下，過(guò)低或者過(guò)高的混合比例，都不能得到好的工況，不同發(fā)動(dòng)機(jī)工況下的空燃比調(diào)校也會(huì)有所不同，一切要視具體情況而定。
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拿空燃比舉例，性能改裝必定不是單純一個(gè)方面的改變，往往需要搭配其他部件一同變化，比如供油系統(tǒng)等，而往往是因?yàn)榧哟篑R力之后，為了減少爆震和和更好的為發(fā)動(dòng)機(jī)散發(fā)熱量便會(huì)會(huì)調(diào)多噴油量，所以涉及動(dòng)力性能的提升往往都會(huì)較未改裝前費(fèi)油，而提升動(dòng)力性能后為什么會(huì)出現(xiàn)噴黑煙甚至是噴火的現(xiàn)象那就不難理解了。
☆ 疑問(wèn)：
改裝ECU會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)壽命嗎？
我想這一定是大家最為關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題了，沒(méi)錯(cuò)，經(jīng)過(guò)ECU的改裝，我們可以得到更加強(qiáng)勁的動(dòng)力，但這是我們同樣會(huì)擔(dān)心發(fā)動(dòng)機(jī)是否會(huì)吃的消。其實(shí)這個(gè)問(wèn)題并不難解決，首先，對(duì)于動(dòng)力提升不大的改裝來(lái)說(shuō)，原廠發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、材質(zhì)設(shè)計(jì)完全可以承受所增加的功率輸出，通過(guò)對(duì)空燃比與點(diǎn)火正時(shí)的精確調(diào)整來(lái)提高輸出，對(duì)于油品的要求會(huì)更高，只要不亂用劣質(zhì)汽油與辛烷值不夠的汽油，就沒(méi)有問(wèn)題。另外對(duì)于調(diào)校與改裝幅度比較大的車(chē)來(lái)說(shuō)，需要另外追加冷卻系統(tǒng)來(lái)幫助發(fā)動(dòng)機(jī)降溫，重度改裝的話當(dāng)然要強(qiáng)化（更換）發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)膽，所以耐用度是一個(gè)相對(duì)而言的問(wèn)題，無(wú)法給出絕對(duì)的答案。
為什么渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU經(jīng)升級(jí)后，功率和扭矩的提升會(huì)比自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)要大那么多？
其實(shí)這個(gè)不難理解，渦輪增壓器的增壓值是可以調(diào)節(jié)的，增壓值增大，帶來(lái)的結(jié)果是進(jìn)氣密度增加，同等體積下氧分子含量會(huì)增加，只要供油點(diǎn)火部分進(jìn)行跟進(jìn)，馬力自然提升明顯，但相對(duì)于自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)油品、溫度等要求也更加苛刻與敏感，大馬力當(dāng)然對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)硬件部分的強(qiáng)度要求也更高。
實(shí)例分析：
上面說(shuō)完了原理之后，是時(shí)候改用實(shí)例來(lái)進(jìn)行分析了，下面便是通過(guò)一個(gè)德國(guó)的著名ECU升級(jí)技術(shù)公司的案例來(lái)分析一下ECU升級(jí)之后的動(dòng)力表現(xiàn)變化。
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通過(guò)對(duì)比可得知，對(duì)ECU的升級(jí)，功率提升的幅度大小與排量成正比，排量越大，功率提升的幅度越大，隨之扭矩提升幅度也隨之增大。但在提升比例方面則渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的提升效果要明顯強(qiáng)于自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，就拿本次提升的途觀1.8T車(chē)型來(lái)說(shuō)，功率提升比例達(dá)到了22%，遠(yuǎn)比自然吸氣的5%-7%要強(qiáng)，扭矩提升比例也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
全文總結(jié)：
通過(guò)介紹，相信大家對(duì)ECU的改裝也有了一定的認(rèn)識(shí)，其實(shí)ECU改裝是個(gè)看似簡(jiǎn)單實(shí)則較為復(fù)雜的動(dòng)力改裝項(xiàng)目，本文涉及到的也僅僅是一些最為初級(jí)的理論知識(shí)。ECU的改裝并非單純的指輸出數(shù)據(jù)指令上面的變化，而是涉及眾多整車(chē)匹配方面的問(wèn)題，改裝ECU是一件軟件與硬件相輔相成的工程，ECU要配合硬件，才能發(fā)揮出硬件百分百的效能；而ECU改裝也要以硬件為依托，才能顯示出ECU改裝的價(jià)值。希望熱愛(ài)改裝的朋友們多多相互交流，廣泛討論，共同推動(dòng)國(guó)內(nèi)ECU改裝文化的進(jìn)步。
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