什么是ECU:
ECU(Electronic Control Unit)電子控制單元,又稱“行車電腦”,、“車載電腦”等,。從用途上講則是汽車專用微機控制器,。它和普通的電腦一樣,由微處理器(CPU)、存儲器(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)動等大規(guī)模集成電路組成。用一句簡單的話來形容就是“ECU就是汽車的大腦”,。
ECU改裝是什么,?
改裝ECU,就是通過改變處理問題的方法(原先設(shè)定好的ECU程序),,來達到改變發(fā)動機運行的目的,。所謂的“ECU程序”,其實就是一套運算法則,,它存放在儲存器內(nèi),,對從輸入設(shè)備經(jīng)控制器轉(zhuǎn)化而來的信號,處理生成對應(yīng)的指令信號,,從輸出設(shè)備傳輸出去,。于是,我們對于ECU參數(shù)的修改,,實際上就是在修改運算法則,。
然而這時問題就出現(xiàn)了,當輸入信號超過ECU內(nèi)默認的正常值(過多或過少),,不僅調(diào)校無效,,更加有可能亮起故障信號燈。這時我們能做的,,是讓這個信號不超出正常值,;要么干脆放棄這個原裝設(shè)定的法則,當然就是不用原裝電腦;又或者狡猾地用另外一套電腦實現(xiàn)你的運算法則,,而同時讓它“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改裝只是一個籠統(tǒng)的說法,,這當中又可以分為直接改變ECU運算器硬件的改裝與改變內(nèi)部程序的改裝,。“行騙”的方式主要有三種,。
1 替換式
直接改變ECU運算器硬件,,就是我們在賽車場非常常見的“替換式電腦”,用“全職替換式ECU”控制發(fā)動機,,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)動機硬件改裝使用,,由于改裝后發(fā)動機的工作溫度、進氣量,、噴油量,、壓縮比等數(shù)據(jù)大大超出原廠設(shè)定范圍,也就是說發(fā)動機經(jīng)過了非常大的改裝作業(yè)后,,原廠ECU完全無法滿足硬件的需求時,,這種競技型產(chǎn)品是最合適的選擇。
替換式電腦完全無需考慮到原廠數(shù)據(jù)的局限性,,所有數(shù)據(jù)任由技師隨意設(shè)定,。雖說替換式電腦有著無比強大的可調(diào)性,但這種電腦也正因沒有固定的形式與規(guī)格,,一切需要從頭開始,。使得對技師的要求非常之高。至于多困難,,光是讓車輛正常啟動后怠速穩(wěn)定,,一兩天的調(diào)校時間一點也不稀奇,所以這種替換式電腦多用于不計成本的職業(yè)車隊,。
2 寫入式
而寫入式改裝ECU則保留了原廠ECU硬件部分,,采用將新的運行管理程序?qū)懭隕CU程序的方法,因為改變了原廠設(shè)定程序,,寫入式ECU又稱改寫ECU或民間常說的刷電腦,。這種改裝方式雖然受原廠ECU與傳感器所限,可調(diào)整范圍相對較小,,但由于不會破壞原廠其他功能的使用以及更為穩(wěn)定安全的特點,近年來受到了更多改裝玩家的青睞。
許多品牌都會推出對應(yīng)特定車型的ECU程序,,目前較為流行的一些寫入式ECU改裝品牌更是宣傳其設(shè)定的ECU程序會針對當?shù)赜推贰夂虻纫蛩?,亦可選擇低扭增強型、峰值馬力增高型甚至是比原廠更省油的ECU改裝程序,。
3 外掛式
外掛式改裝ECU,,簡單說就是通過將信號“偷偷”更換,,欺騙帶有保護程序的ECU來達到改變執(zhí)行程序的目的,。首先,外掛ECU將各個傳感器所反饋回ECU的信號進行攔截,,針對需要調(diào)整的信號進行修改(可以理解為作弊,,目的是騙過原廠ECU),,將本來超過原廠ECU認可上限的信號變成正常信號輸入原廠ECU,ECU接收到“正常信號”后將原廠設(shè)定的執(zhí)行程序輸出至外掛ECU,,這時外掛ECU再將信號進行修改(這時原廠ECU發(fā)出的指令并不適合執(zhí)行元件進行工作),。
在上述一系列動作之后,,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ECU的性能越來越強大,,自我保護程度更高,外掛式電腦的操作難度也越來越大,。
總的來說,,三種方式各自有自己的優(yōu)缺點,替代式適合重度改裝甚至競技改裝,,刷寫式適合原裝ECU保護性較強以及輕度改裝,外掛式的電腦則適合輕度至中度的改裝,,并且對應(yīng)較為容易修改數(shù)據(jù)的原裝ECU。
發(fā)動機ECU的控制理論:
我們還是有必要了解一下發(fā)動機ECU的控制原理:首先,我們的發(fā)動機工作狀態(tài)是一個閉環(huán)控制:通過固定的程序(不同工況下的空燃比以及點火正時)設(shè)定好發(fā)動機的工作規(guī)律,。然后在排氣管加入氧傳感器,,用氧傳感器判斷發(fā)動機的工作狀態(tài),,油量多了還是少了;在汽缸加入爆震傳感器,,判斷點火正時是提前了還是延后了,;水溫傳感器,,可以判斷發(fā)動機燃燒室溫度是否正常來修正供油量,,保護發(fā)動機,,等等,。將這些情況發(fā)送到ECU,然后ECU就會根據(jù)它們的反饋,不斷地調(diào)整噴油量以及點火正時,。
ECU通過各種傳感器(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)動機的各部分工作狀態(tài)信息,,由負責傳輸?shù)木€路發(fā)送至ECU,。在ECU接收了這些信號之后,,就會對各種信號進行分析,便會得知發(fā)動機各部件功能處于什么樣的狀態(tài),,運作情況如何的信息,,然后根據(jù)事先寫好的程序自動運算,,在這個狀態(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。
『這是臨時制作的閉環(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環(huán)控制。目前所有的ECU都采用閉環(huán)控制,,使得發(fā)動機管理更精確,。』
做個簡單的比喻:整個過程就好像一根絨毛,,輕輕的觸碰到你的鼻孔,,鼻毛(傳感器)便會把觸控的信息傳至大腦(ECU),,然后大腦就對信息進行分析,,確實有異物進入鼻孔了,,接著便會對鼻孔的各部分發(fā)出指令,,命令鼻孔進行氣體噴射,然后達到清理異物的目的,,如果異物造成的影響超出了系統(tǒng)可以承受的范圍,隨之會伴隨著各種巨大的噴嚏響聲(信號警報,,故障碼爆出),。
ECU改裝原理
我們已經(jīng)了解到發(fā)動機的控制系統(tǒng)簡單來說是由三部分組成的,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)動機就可以正常運轉(zhuǎn)(其他硬件正常狀態(tài)時),,但正常工作只是內(nèi)燃機工作的最低要求,。拋開發(fā)動機排量,、零部件強度、精度,、進排氣系統(tǒng),、點火、供油系統(tǒng),、冷卻系統(tǒng)等部件的性能不說,,單就ECU程序設(shè)定而言,原廠車型設(shè)定的ECU程序會顧慮到車輛的尾氣排放性能,、燃油經(jīng)濟性,、耐用性等問題,甚至會顧及到是否適用于城市道路行駛(動力輸出特性,,強調(diào)低扭輸出)。
原裝電腦會根據(jù)發(fā)動機不同負載以及轉(zhuǎn)速,,設(shè)定一個最為穩(wěn)定的噴油以及點火參數(shù),既不會使得燃燒溫度過高,,也不會使混合氣過濃或過稀,同時考慮到不同地區(qū)的燃油品質(zhì)差異(點火時間控制保守),。但是既然是廣泛適用,,那么這個設(shè)定一定是較為保守的。通過改變ECU程序來更加精確化的控制噴油量,、點火正時等就可以提升發(fā)動機的燃燒效率或者動力性能,。亦或是兩者兼顧。
我們首先要明白一個道理,內(nèi)燃機是通過燃燒燃料,,爆炸而產(chǎn)生動力的,,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)可以提供更大的動力,。當然,所謂的濃或者稀,,一定是在保證發(fā)動機在正常工作狀態(tài)之下,,過低或者過高的混合比例,都不能得到好的工況,,不同發(fā)動機工況下的空燃比調(diào)校也會有所不同,,一切要視具體情況而定,。
拿空燃比舉例,,性能改裝必定不是單純一個方面的改變,,往往需要搭配其他部件一同變化,,比如供油系統(tǒng)等,,而往往是因為加大馬力之后,為了減少爆震和和更好的為發(fā)動機散發(fā)熱量便會會調(diào)多噴油量,所以涉及動力性能的提升往往都會較未改裝前費油,,而提升動力性能后為什么會出現(xiàn)噴黑煙甚至是噴火的現(xiàn)象那就不難理解了,。
改裝ECU會影響發(fā)動機壽命嗎?
我想這一定是大家最為關(guān)心的一個問題了,,沒錯,,經(jīng)過ECU的改裝,我們可以得到更加強勁的動力,,但這是我們同樣會擔心發(fā)動機是否會吃的消,。其實這個問題并不難解決,首先,,對于動力提升不大的改裝來說,,原廠發(fā)動機結(jié)構(gòu)、材質(zhì)設(shè)計完全可以承受所增加的功率輸出,,通過對空燃比與點火正時的精確調(diào)整來提高輸出,,對于油品的要求會更高,只要不亂用劣質(zhì)汽油與辛烷值不夠的汽油,,就沒有問題。另外對于調(diào)校與改裝幅度比較大的車來說,,需要另外追加冷卻系統(tǒng)來幫助發(fā)動機降溫,,重度改裝的話當然要強化(更換)發(fā)動機內(nèi)膽,所以耐用度是一個相對而言的問題,,無法給出絕對的答案,。
為什么渦輪增壓發(fā)動機的ECU經(jīng)升級后,功率和扭矩的提升會比自然吸氣發(fā)動機要大那么多,?
其實這個不難理解,,渦輪增壓器的增壓值是可以調(diào)節(jié)的,增壓值增大,,帶來的結(jié)果是進氣密度增加,,同等體積下氧分子含量會增加,只要供油點火部分進行跟進,,馬力自然提升明顯,,但相對于自然進氣發(fā)動機,對油品,、溫度等要求也更加苛刻與敏感,,大馬力當然對發(fā)動機硬件部分的強度要求也更高。