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驯马变烈马,写给心痒痒准备刷ECU的朋友们!SJTU91BB

驯马变烈马,写给准备刷ECU的同学们

 

本文原题:ECU洗刷刷,外行说说内行的事!

作者:SJTU91BB

作者简介:SJTU91BB早年毕业于上海交通大学汽车专业。退役汽车工程师(但还没退休)。长期从事汽车后市场的相关工作。关注汽车热点问题,分析揭露技术背后的真实。以博会友,期望和广大车主成为好朋友!SJTU91BB已经发表了除AMT以外市场上常见变速箱新车的磨合文章(MT,AT,CVT,DSG)。与广大车主有关的汽车保养新帖不断酝酿,陆续发表中。

感谢大家访问并支持《蓝色方向盘》。

 

 

朋友们像看小说一样的读完一遍,您对ECU升级的基本情况就有一定了解。然后您再决定刷还是不刷,答案在你自己心中!第1页是说说发动机的基本原理,都是大白话好懂。第2页说说改装的注意事项。

 

对于刷ECU,SJTU91BB的态度是:不支持也不反对。大家看完本帖后自己决定!

先说一下什么是ECU.

什么是ECU,ECU是Electronic Control Unit的缩写,就是电子喷射发动机的控制电脑。ECU的作用是根据其预先设定的程序和数据对各种输入的信息进行运算、处理、判断,然后输出指令到执行机构,这样汽车就在路上跑了。现在汽车控制系统,ECU的处理信号不光来自发动机本身,还来自TCU(变速箱电脑)或者ESP电子稳定系统,甚至灯光等它都要管一下。ECU的功能越来越强大,管的事情越来越多,已经不是当年刚入行的毛头小子了(只管喷油和点火的单片机),而是九段高手!(专业全面的汽车电脑)

此帖说刷ECU,怎么又来个:“洗” 字。这篇博客的主旨就是让车友们用冷水洗一把脸,看清刷ECU的真实情况,别太烧了,要理智!

刷ECU我是外行。20几年了虽然开过很多车也买过几部车但从来没刷过ECU,所以说对于刷ECU我是纯外行。当然,我也不是玩车一族。

但发动机原理结构我还是了解的一点的。不管怎么刷,发动机的燃烧做功原理是改变不了的!

今天,我就从发动机原理来给大家分析分析刷ECU的几个方面。各位准备刷ECU的蓝友可以和我一起来分析。欢迎大家踊跃留言!至于问我刷什么牌子的程序好?弱弱的告诉大家:真的不知道!

正文开始:

刷ECU的目的是什么?估计各位想刷ECU车主肯定是为了汽车提高动力,提高扭矩。否则你刷它干什么?

那么,发动机的动力是怎么产生的呢?我想大家也都知道是汽油在汽缸内燃烧对外做功,产生动力?

好,我们就从燃烧开始分析:

大家说“汽油燃烧”的意思我明白。事实上在汽缸内燃烧的是混合气。光靠汽油肯定燃烧不了,还需要空气中的氧气。那么空气和汽油混合的比例多少是最佳的呢?我在“蓝色方向盘”《氧传感器,懂你才能驾驭》一帖中已经说的很明确,14.7:1是可以完全燃烧的理论空气燃料比(注:在空燃比分析中一般把14.7:1设为系数Λ=1)。空燃比英文缩写:AFR(Air-fuel ratio)。

高于14.7:1就是稀薄气体。发动机有一个分层燃烧的技术,在混合气的最外层空燃比可以达到20:1以上(Λ=1.6-3),够稀薄的吧,但内层也是在12-13附近,否则无法燃烧!那么反过来小于14.7:1的就是浓的混合气。早晨发动机打火启动或者要加速超车时,混合气都是加浓的。但是太浓的混合气也无法燃烧。最有力量的燃烧在哪里?这里我们要引入燃烧速度的概念:

看下图,此图来自发动机原理教材:

混合气浓度和燃烧速度

上图:混合比就是空燃比。功率混合比就是燃烧速度快、火焰传播速度快、发动机最有力的状态。在加速超车时都是用这个混合比。

经济混合比,就是当发动机匀速运行时ECU闭环控制的状态,这时混合比系数接近1,也就是14.7:1,最省油!要燃烧速度最快动力强劲肯定就不能省油,鱼和熊掌不能兼得。这是刷ECU的真实原理之一:调整空燃比(混合比)

ECU的闭环控制要采集很多传感器信号,水温,O2的浓度,油门的位置,节气门的状态等来判断。关键点是:通过氧传感器的信号来判断O2的浓度,最终来控制混合气浓度逼近14.7:1的理论空燃比,这样就达到最省油。请大家记住这个关键词:氧传感器。

参考阅读:蓝色方向盘《氧传感器,懂你更能驾驭

下面这个图是闭环控制过程图,大家可以看清楚对空燃比的控制过程。

ECU闭环控制

活塞在下死点的汽缸容量和上死点的汽缸容量的比值就是压缩比。现在的发动机都能达到10以上,都是高压速比的发动机。活塞运行到上死点的位置,这时候混合气被压缩的最厉害。很多低抗爆性的汽油在活塞压缩到上死点附近自己就点燃了,这就是爆震。这样发动机就不能正常运行了。为了使活塞在压缩行程结束后,一进入作功冲程能立即获得动力,通常都会在活塞达到上止点前提前点火(因为从点火到完全燃烧需要一段时间)。而过于提早点火会使得活塞还在压缩行程时,大部分油气已经燃烧,此时未燃烧的油气会承受极大的压力自燃,也能造成爆震。爆震就是一种非正常燃烧,它的破坏力很大。

大家仔细看看下面这个图,看ECU对爆震的控制过程!刷ECU的第二个重要点就是调整点火时刻,也就是点火提前角。但又要考虑爆震的影响,所以这个调整也是渐近的。在爆震的边缘点火,力气最大!原厂ECU软件为了适合各种抗暴能力的汽油(一般93号以上的,包括乙醇汽油),都对点火提前角的设定比较宽泛。刷ECU就是吧这个宽泛的区间缩小,以获得更多的扭矩。当然,对油品的抗暴要求也会提高。

ECU爆震控制

要想让发动机按照ECU的安排正常运转,所以点火的时刻必须由ECU精准的控制,同时还要不断读取爆震传感器的数据,总之,不能发生爆震这样的事情。什么时刻点火最佳?这是根据理论和无数次的实验做出来的,就是点火时刻和发动机转速、负荷,水温等等的关系。这些对应的数据,以数据表的形式写进ECU芯片中。这又要提到一个重要概念,就是脉普图MAP!

什么是发动机的MAP图,国内有人翻译成“迈普图”,也有说是“脉普”,都是一回事。要我说,翻译成“脉普”最形象。看下面这个图,研究的是发动机“转速-负荷-点火提前角”的三维图,像不像一个”山脉“。脉普图是软件生成的确定发动机三个变量关系的数据图表。软件做出的三维图或者两维图只是给技术员做分析用的。在ECU内部是一组组对应的二进制数码。ECU内部没有图,但这些对应的数据存储在ECU的CPU存储器里,供ECU随时调用和决策。

发动机从启动到熄火,怠速,加速,匀速,部分负荷,全负荷,安全保护等等,各种各样的工作状态,每个状态都需要很做对应的数据。所以,一台发动机ECU的脉普图有上千种,对应的数据更是海量!MAP用于分析研究各种工况和关系,并不仅仅研究喷油和点火时刻。进气压力和喷油转速的关系,最佳的燃油经济性都能生成MAP图,而且是各种工况都有数据对应。ECU是严格按照预先设定好的数据决策!

刷ECU或者说升级ECU,就是对这些数据的部分调整,生成新的MAP数据。好让ECU玩出多样化,满足车主的个性需求!

ECU脉普图MAP

 

要想提高发动机的动力,在单位的时间输入更多的空气和燃油,不是更直接吗?对的。工程师和你一样聪明,他们也是这么想的而且也是这么做的,他们搞出了增压发动机。增压发动机也有几种形式,机械增压(用皮带带动空气泵)和废气涡轮增压等最常用。我们这里谈谈应用比较普遍的废气涡轮增压,也是整车厂最喜欢的方式。废气涡轮增压只有在发动机达到一定转速,有一定排气压力的时候才起作用。所以,更高级的车引入机械和废气双增压系统,在转速低的时候是机械增压,转速高的时候切换到废气涡轮增压。

下面这个图,来自霍尼韦尔(honeywell)培训手册,著名Garret增压器就是霍尼韦尔的。大家可以看看涡轮增压器的工作状态,注意那个:旁通阀执行机构!

废气涡轮增压

下面这个图,来自大众公司官网。是研究发动机转速扭矩和进气压力的脉普图MAP,彩色的线是SJTU91BB自己加上去的,原厂的图没有,划线是为了便于给大家做分析。大家先看图,给您5分钟时间!

1.4T发动机脉普图MAP

没看明白,不要紧。我来稍微给大家分析一下上面这个大众EA111,1.4T发动机的进气压力脉普MAP图。

灰色线段上的那些数字就是标注进气管的压力值和大气压的比较。如:+0.3就是比大气压高0.3,-.04就是比大气压小0.4,单位是BAR.这些线上的每个点都是等压!

0号红色曲线,就是完全等同于大气压力的线,在图表中设为0。

1号水平蓝色线,代表发动机扭矩,这个位置指向的扭矩大约是110牛米。当对应的转速是2000转,此时,进气管的压力是大气压,看三线相交了!这个状态,代表发动机的部分工况,就是你油门没有踩到底的工况。也就是说在2000转的这个转速位置,发动机可以输出220的最大扭矩,也可以输出小于220的任意扭矩,大小决定与油门的位置还有需要的负荷。

我在蓝色方向盘《新车拉高速,爱车还是毁车》一帖中,反复强调让大家找个上坡道拉高速,就是期望增加发动机的负荷,这样更有效果。

看图:在2000转那个竖直的蓝色线。当油门踩到底时,发动机的扭矩在这个转速达到最大(发动机外特性),大约220牛米。此时的进气管压力(看曲线上的标注数字)是0.8左右,再加上大气压的(约等于1bar),就是1.8bar。(玩物理的见谅,我大约估计一下数字肯定没你们精准。)

上面说的明白了吗?继续往下看:

为什么1.4T的最大扭矩位置是一个平坦的水平线。看图,从2000多到3000多转,最大扭矩都在220附近。这是因为增压发动机都设置的排气旁通阀,用于卸荷以防止排气压力过高。排气压力高就会导致进气压力高,也是从安全的考虑,必须限制!这个旁通阀也是被ECU管着的,什么时候开,什么时候关,ECU说了算,它只负责干活!

增加发动机提高动力的最直接手段就是要提高这个旁通阀的开启压力,以提高进气压力。这通过修改ECU的脉普图来实现!

再回头看图:最上面的粗壮红线,是我自己划的。那就是进气压力提升后的扭矩效果,230,240,260,只要压力提高,都可以达到!

现在,我们来回顾一下自然吸气发动机和增压发动机:

自然吸气发动机(简称NA)的进气管都是负压,也就是小于大气压。这就限制了空气流进的最大质量。所以,用鼓风机往里面打气,压力上去了,空气质量肯定增加,再配合增加一定比例的燃油,这样就能做出更多的功,车子也非常有力。这个鼓风方法,工程师用一个涡轮来实现,而且采用的动力是排气管的废气压力。

所以,在涡轮启动后发动机的进气管才可能达到正压力(高于大气压)。那么到底打多少压力的空气进入进气管合适,打的越高不是越好吗?这里面有一个因素,涉及发动机的安全性,当然也影响汽车的安全性,它这就是高温!高温会对发动机的零部件和整机造成较大问题,所以必须得到控制!

每个发动机的系统和零部件都做过极限测试,然后给出较大的安全余量,这就是可靠性和长寿命,把零部件的能力榨干,获得的就是短命!(赛车运动就是把机械性能发挥到极限,不多考虑寿命)

每个车的发动机都有水箱,用于散热。如果热平衡破坏了,发动机无法正常工作,机油也受不了!你让一个40°C高烧的人去参加高考,能考上4本就是奇迹。

原厂的工程师非常了解自己生产的汽车和发动机,ECU的程序也是自己编写的或者向ECU厂家定制。他们在设定参数的时候,更多的考虑是:广泛的适应性,燃油的适应性,汽车的安全,发动机的长寿命,还有就和变速箱,传动系统,刹车系统的匹配。一句话:平衡和稳定。这个绝对不是ECU刷机高手们所说的“原厂数据保守”这么简单,如果因为调教的太高导致整车系统不稳定,发生一次召回,汽车厂也损失惨重!

很多ECU改装师会告诉车主:原厂的 ECU也有几个版本,啥,高功率低功率版本。说的没错,大众(奥迪)2.0T的发动机就有三个功率版本:132KW,147KW,155KW,它们的区别仅仅是ECU的程序和数据不同吗?人云亦云很可怕!我告诉您,发动机的硬件是有些区别的,最简单的看132和147的压缩比就不一样,你怎么解释?建议大家查查相关资料,搞清楚,如:喷油嘴,活塞,供油系统,冷却系统等硬件的是不是有区别?原厂的考虑肯定比你想象的要全面。你也可以研究一下发动机的升级换代史,这样你比谁都清楚!

还有必须提醒车主的是:在路上跑的不是一个孤零零的发动机而是一个整车。发动机只是一个总成,必须和变速箱、传动系统、刹车转向、轮胎等等协调!与你的车所配合的ECU版本是最恰当最稳定的。大家都不要低估原厂工程公司的智商,他们不是小学毕业生!在这个比技术比配置的时代,谁家也不会把自己傲人的双峰藏着掖着!(注:很多NA可变进气管发动机扭矩都有两个峰值)。为什么本身不敢调的很高,就是考虑和其他系统的匹配以及汽车本身的寿命以及各种法规的限制。国际上对涡轮增压器的安全有明确的规范,必须限制在一个范围之内!当然,厂家的商业策略也有一定的原因,一个垂直车系推出各种版本,貌似把发动机功率扭矩做的有点区别才更显诱惑。比如:高功率版本加上汽车系统硬件的少许升级,再多搞些舒适性安全性的配置,可以卖的更高,赚的也更多,换你是老板也会这么干!

话又说回来,也恰恰是原厂的少许 “保守” 给了改装业一些机会。但改装后已经不是原厂了,出了什么问题与汽车厂没有关系了,反而还导致你放弃保修,汽车厂“也偷着乐了”。

能不能刷,如何刷,动力要提高多少?需要有个“度”,能不能HOLD的住,就看你和改装师对全局的把握了。请看下一页。。。

 

下一页:ECU升级调教的是是非非:

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评论 35

  1. #15

    不好意思!突然又想到了一个问题,如果调教完了,以后的保养需要特别注意哪些硬件?
    那要是调教ECU不行的话,还有什么其他的方法来提升这车的性能!(因为场地原因所以需要提高)
    所以麻烦您帮我分析一下!谢谢了!!

    0.03年前 (2014-01-19)回复
  2. #14

    您好!一直反复的看这篇文章,但是心里面还是纠结不下,不知道能不能给点意见!(宝马x6 xDrive40i N55发动机 AT变速箱)
    我的意思就是说 如果调较这车的ECU一阶的话!还需要改其他什么硬件么?(在刷ECU一阶后最大保护整车的质量下)还有一阶后对机油最好选择哪些(针对刷完一阶后最好使用的机油)另外就是汽油(刷完一阶后可以使用什么燃油添加剂来配合汽油而减少伤害)刷完一阶ECU后对于整车和发动机的伤害是多少?还需不需要改装一下其他的硬件来减少这种伤害和不足? 调教完一阶后!哪些硬件与这款车调教完的一阶ECU不符合或者达不到调教完的要求(硬件)
    谢谢! 🙂 😛

    0.03年前 (2014-01-19)回复
    • 您好,大致可以这样划分,升级发动机的几个阶段。具体还是要到专业的改装厂。不建议用罐头程序,效果不大!X6的改装余地很大,但要找到专业店。

      第一阶段:升级ECU数据,发动机核心零部件和辅助零部件及整车部件都不需要修改。车主们喜欢的改蘑菇头,改进气管等,都可以在这个阶段动手。此级别定义成:入门级。家庭车刷个1阶,玩玩就可以了。自然吸气的车NA基本上都刷到这个阶段,如果还需要提升,可能就要加涡轮了!

      第二阶段,改排气系统。辅助修改的是中冷等。ECU再升级。底盘不动或者少动。我定义为:尖叫级。到这个级别,就有点小飙的感觉!

      第三阶段,就是全面强化发动机。第一需要改的就是换掉涡轮,必改中冷,连发动机很多强化件都需要增加或更换等。当然ECU也要进一步升级。车身部分底盘刹车按照需要跟进优化。这样出来的车:街头赛级。

      第四阶段:在第三阶段的基础上对底盘零部件全面强化。我定义为:公路赛级。花的钱可能你买一个新车还多!这必须到专业大厂改,街头小店铺怕是做不来!

      SJTU91BB3年前 (2014-01-20)回复
  3. #13

    学习了,感谢博主的介绍,现在我终于清楚自己需不需要了

    wyzkobe4年前 (2013-11-21)回复
  4. #12

    audi a1 1.4t,最近刷了dna ecu。据说马力122-》160,扭力200-》250。主观上有点点改善吧。看完文章顿时感觉有点后怕。不知道有什么不好影响呢。去了趟内地,回来发现油箱传感器故障,折腾半天没找到配件结果自己莫名奇妙好了。但最近经过一次市区较为激烈打驾驶,突然废气灯亮了,不知道是否和刷ecu有关。之前还出现过起停系统故障,4s说是碳罐电磁阀要换,但我怕被忽悠没有换,过了几天又好了,真有点莫名其妙。但错误代码系统里一直消不掉。麻烦作者给点意见吧,非常感谢。是否有必要刷回原厂的程序呢?但感觉好亏。。。。。。

    macoy4年前 (2013-11-05)回复
    • 刷机,不管是刷ECU还是刷手机,刷行车记录仪的软件,导航仪的软件,我自己的亲生感受是,都没有原厂的好。软件需要加载硬件,每个批次的硬件都不一定完全一样,所以,会产生很多版本的软件,其实都是细微的调整。刷ECU,基本上都是采用通用的软件,有的说是“罐头”。其实,没有几家车行对ECU的硬件组成能完全掌握的,测试设备又有限,车主也没有几个懂的,但车主有的是钱,和一颗爱折腾的心。所以,会产生很多结果。能找到原厂版本的程序,最好,刷回去。切记,原车版本。车型的批次不一样,版本也可能变化。

      SJTU91BB4年前 (2013-11-05)回复
      • @SJTU91BB, 今天买了个obd,小测了一下。轮上扭力216.3,马力120.6。应该还算是有改善吧,就这么用着了。

        macoy4年前 (2013-11-06)回复
  5. #11

    神作!感谢楼主这样负责任的大神,我想请问您,我就听您的了,我有一辆polo GTI, EA111,1.4t的发动机,结合这车的情况,我准备去MTM去刷ECU,听说他们是很专业的,请问,我刷到一个什么程度可以最大限度的避免伤害车子,或您不建议我去刷,我就听您的答案了,谢谢

    beijingjerks4年前 (2013-10-09)回复
    • 您好:实在按耐不住的话,刷一介。我本意不建议刷机。1.4T扭矩220牛米,多踩踩油门,动力完全够!如果要飙车,就全面做方案,全面升级!

      SJTU91BB4年前 (2013-10-09)回复