今天的汽車(chē)在每個(gè)環(huán)節(jié)上都應(yīng)用了計(jì)算機(jī),光是駕駛席上的微型計(jì)算機(jī)便可把座椅、后視鏡和方向盤(pán)等設(shè)定記憶下來(lái),不同的駕駛者要使用時(shí)可以很快地切換到自己先前設(shè)定的理想駕駛位置。但在改裝發(fā)燒友眼中,計(jì)算機(jī)只有一個(gè)芯片,那就是控制整車(chē)動(dòng)力的Engine Control Unit(ECU發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元)。很多人都知道汽車(chē)的ECU是一項(xiàng)非常重要但卻又非常神秘的東西,因?yàn)橐话愕钠迯S或改裝店都不會(huì)(或不懂)隨便改動(dòng)它,現(xiàn)在讓我們先來(lái)了解一下ECU的功能是什么,然后再看它的改裝方法。
電腦控制基本原理
要讓一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力,我們首先要按一定的比例把空氣和燃料供應(yīng)到汽缸內(nèi)(一般空燃比AFR值設(shè)定在1﹕14.7,即一份燃料,14.7份空氣,這比例最符合環(huán)保要求),然后在一個(gè)適合的時(shí)機(jī)把這空燃混合體點(diǎn)燃,在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的膨脹氣體會(huì)把剛好到達(dá)汽缸沖程頂點(diǎn)的活塞入下推以產(chǎn)生動(dòng)力。這個(gè)基本要領(lǐng)看上去甚為簡(jiǎn)單,應(yīng)該用不上什么高超的電子講述,但現(xiàn)實(shí)往往是比想象中復(fù)雜很多,首先是汽車(chē)的行車(chē)速度并不是固定的,行車(chē)速度越高,發(fā)動(dòng)機(jī)便需獲取越多的空氣。為了保持穩(wěn)定的空燃比例,車(chē)子的供油系統(tǒng)必須相應(yīng)地修正燃料的供應(yīng)量。此外,發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速尤其是在一些特殊工況(如起動(dòng)、急加速、急減速等)下,對(duì)混合氣體濃度會(huì)有特別的要求。另一方面活塞的運(yùn)動(dòng)周期也會(huì)因發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(rpm)而改變,因此車(chē)子必須可以隨著rpm的高低來(lái)調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)間才可以發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的最大性能。能夠在每個(gè)時(shí)刻和工況下都使最適量的空燃混合體進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)并在最佳時(shí)機(jī)完全燃燒,是自汽車(chē)發(fā)明后工程師一直追求的最理想境界,但*機(jī)械式的化油器和點(diǎn)火系統(tǒng)始終達(dá)不到這樣全面而完美的效果,直至計(jì)算機(jī)化的電子ECU出現(xiàn)才把這種情形完全改觀。電子ECU是一個(gè)微型計(jì)算機(jī),內(nèi)有集成電路以及其它精密的電子組件,作用相當(dāng)于一個(gè)“中樞神經(jīng)”,里面儲(chǔ)存了大量對(duì)應(yīng)不同天氣環(huán)境與發(fā)動(dòng)機(jī)工況下理想的燃油供應(yīng)值和點(diǎn)火正時(shí)值組合。“中樞神經(jīng)”通過(guò)對(duì)來(lái)自眾多傳感器的進(jìn)氣管空氣流量、溫度、節(jié)氣門(mén)的開(kāi)啟角度、刪節(jié)軸轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集、分析和計(jì)算,在千分之幾秒內(nèi)高速油量來(lái)配合實(shí)時(shí)的環(huán)境和工況,再在形成理想比例的混合氣進(jìn)入氣缸后發(fā)出點(diǎn)火指令,保證氣缸內(nèi)的燃料完全燃燒,減少了廢氣排放物和燃油消耗之余亦提高了進(jìn)氣效率,增強(qiáng)了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩。經(jīng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控的發(fā)動(dòng)機(jī),基本上在全時(shí)間都能控制發(fā)揮最佳效率的空燃比和點(diǎn)火時(shí)間,達(dá)到了在化油器和機(jī)械點(diǎn)火系統(tǒng)時(shí)代不可想象的省油+大楞率的夢(mèng)幻效果。以國(guó)內(nèi)車(chē)迷都很熟悉的上海大眾桑塔納為例,老款的化油器1.8升發(fā)動(dòng)機(jī)只有88.5hp(66kw)功率,但轉(zhuǎn)用了由電子ECU監(jiān)控的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)后,在排量和基本設(shè)計(jì)不變的情況下,最大功率竟提升超過(guò)12%——達(dá)到99hp(74kw)!而耗油量更從每百公里7.9升下降至5.7升,另外同系的1.6升發(fā)動(dòng)機(jī)在電子化后最大功率也有86hp,幾乎追上了老款1.8升的功率。最后在計(jì)算機(jī)優(yōu)化整個(gè)燃燒過(guò)程和在三元催化器的幫助下,這款二十多拭上前設(shè)計(jì)的汽車(chē)尾氣排放也達(dá)到了歐2標(biāo)準(zhǔn),由此可見(jiàn)電子ECU的威力。
新型的ECU除了能控制發(fā)動(dòng)機(jī)外,還有很多控制或配合車(chē)上其它設(shè)備的效能。如牽引力控制(防滑)裝置(TCS),助力轉(zhuǎn)向陰尼系統(tǒng)和自我檢測(cè)、自我保護(hù)系統(tǒng)等,但上而提到的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)供油量和點(diǎn)火時(shí)間(及增壓值——如果是turbo發(fā)動(dòng)機(jī))是直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出的重要功能,亦是我們車(chē)輛改裝的焦點(diǎn)所在。
為何要改ECU
由于現(xiàn)代的汽車(chē)要適應(yīng)各種天氣、環(huán)境(如高原、沙漠、嚴(yán)寒和劣質(zhì)汽油等惡劣條件)及各種駕駛者的不同要求,同時(shí)它也要保證這種復(fù)雜的情況下依然能夠揮灑自如行駛并通過(guò)嚴(yán)格的尾氣排放、油耗標(biāo)準(zhǔn),因此在大多情形下,原裝ECU內(nèi)的程序是一個(gè)符合眾多條件的取佳妥協(xié)。以空燃比(AFR)為例,原廠編程員可能會(huì)把某些行車(chē)情況下(如在等速行車(chē)時(shí))的AFR調(diào)得稀一點(diǎn)(即油少氣多)來(lái)減低油耗,以便通過(guò)一些國(guó)家的油耗測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),面貌一新其它的時(shí)間里原廠ECU的AFR大都會(huì)設(shè)定在上文提及的1﹕14.7,因?yàn)檫@是最容易符合尾氣標(biāo)準(zhǔn)的比例。但對(duì)大部份發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),能發(fā)出最大動(dòng)力的AFR卻是在混合氣較濃(即油多氣少)的范圍內(nèi)。同樣為了拓寬車(chē)子的燃油適應(yīng)性(不同地區(qū)的不同標(biāo)號(hào)的燃油),原廠設(shè)定的點(diǎn)火提前角一般都可適應(yīng)較低標(biāo)號(hào)的燃油(發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的點(diǎn)火提前角點(diǎn)火時(shí)輸出功率是不一樣的),也就是說(shuō)你現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角未必能與你現(xiàn)在使用標(biāo)號(hào)的燃油搭配最佳……如果可以把原裝程序向偏向動(dòng)力表現(xiàn)方面修改一個(gè),便能把馬力增大5-8%(turbo車(chē)更可達(dá)15%),看到這里,你是否心癢癢地想動(dòng)手改ECU呢?
如果你真的不想妥協(xié),最佳的方法是按個(gè)別駕駛者的要求重定ECU程序,但因?yàn)槌杀竞图夹g(shù)水平的關(guān)系,有些車(chē)迷會(huì)退而求其次地為愛(ài)車(chē)裝上一些俗稱“二次進(jìn)氣”或“燃油追加“等配件來(lái)增加進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油和空氣量,這些配件其實(shí)都是以繞過(guò)原裝傳感器或改變傳感器電壓的方式來(lái)”欺騙“ECU,使其在不知情下改變進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的空燃比值,令發(fā)動(dòng)機(jī)在某些情形(工況)下的動(dòng)力表現(xiàn)有所改善。但這種不全面的改扭虧為盈方式會(huì)帶來(lái)其它副作用甚至可能產(chǎn)生安全問(wèn)題,而正統(tǒng)的改ECU方法雖然成本較高,卻能免卻很多不良的后遺癥,因此在下期我們將會(huì)詳談多種不同的ECU改裝方法。
行車(chē)電腦改裝分類(lèi)
在上期的“改裝物語(yǔ)”里我曾說(shuō)過(guò):“如果把原裝程序向偏向動(dòng)力表現(xiàn)方面修改一下,便可以把馬力增大5-8%(turbo車(chē)更可達(dá)15%),這可能是車(chē)迷們想向ECU動(dòng)手的原因吧。”文章刊出后,車(chē)隊(duì)的技術(shù)總監(jiān)對(duì)我說(shuō):“啊啊,你說(shuō)得可輕松,哪有那么容易,弄一下便可多5%馬力? 你可不要誤導(dǎo)人啊!” 技術(shù)總監(jiān)的保留絕對(duì)是有理由的,要NA車(chē)(自然吸氣Normal Aspiration)在其它條件不變、光*改動(dòng)ECU的情況下多出5%馬力,并不是一件簡(jiǎn)單的事,要知道原廠工程師也絕不是省油的燈,如果不是有專(zhuān)業(yè)的設(shè)備、深厚的理論基礎(chǔ)和豐富的經(jīng)驗(yàn),隨便地改動(dòng)原裝ECU內(nèi)的設(shè)定不但不會(huì)有預(yù)期的改裝效果,更有可能會(huì)把發(fā)動(dòng)機(jī)弄壞!(就像大家在F1里見(jiàn)到比賽中的賽車(chē)時(shí)突然“拉缸”一樣,發(fā)動(dòng)機(jī)在一陣白煙中就報(bào)銷(xiāo)了) 因此大家在動(dòng)ECU的腦筋時(shí)要切記小心行事。