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发动机ECU调试的注意事项
作者: 二挡柒千三 来源: 网通社 日期: 2018年8月22日

关于如何在中国调试ECU(发动机控制电脑),最近的一些所思所想以及如果对想要进行调试的用户有一些启迪的话做了如下的记录,以供参考。
 
首先,在调试ECU(发动机控制电脑)之前必须要进行的工作如下。
 
①对于当下现状的把握(车辆现在状况的把控)
 
②对于安装配件的详细了解
 

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关于①,普通保养范围的火花塞,机油,机油滤清器,空气滤网等虽不属于调试难度高的范畴,但在进行调试ECU(发动机控制电脑)时仍然需要更换。
 
另外还有一些原装配件根据行驶距离的不同也必须进行更换。例如:当车辆行驶距离超过7万公里的时候,汽油滤清器以及汽油泵 需要更换,根据配件使用状况,如果喷油嘴状况不好也必须要更换,这是因为即使是正常配件,但在使用一段时间后也会发生老化的原故。如果没有更换改装配件的计划,也建议更换原厂配件。这会使得ECU的设置工作更加顺利进行。
 
另外为了分析发动机现在的状况,需要进行发动机缸压的测量并检查ECU在过去是否出现过故障报警等等,如此一来便可以大致把握发动机的状态。
 
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关于②安装的改装配件是哪个厂家的产品?排气系统中,排气口径的变化会引起输出功率的变化,因此产生的性能差别与我们所追求的目标输出功率是否一致?各配件之间的磨合以及使用者的期望都必须考虑全面。
 
比如下面的马力曲线图。左侧是320马力的车,右侧是367马力的车。撇开重量,空气阻力等因素单纯对比二者的性能,即使两辆车有将近50马力的差别,但在赛道上马力大的车未必圈速就一定快。左侧马力小的车扭力要比右侧大马力的车更好。车辆响应更快。操控更好。
 
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说得极端一点,哪怕是只有350马力的车均衡性做好的情况下,赛道成绩也有可能胜过800马力的车。
 
也就是说不要过分执着于动力、抓地力,均衡性也是至关重要的。在改造前与使用者充分沟通,从配件的选择开始,给使用者进行提案是很重要的一项能力。(重要的是车辆的均衡性)
 
我希望大家可以领悟到,制订一套合理的理想改装方案。是改装修理,电脑调试,赛道驾驶经验的结合。也是一种综合的能力。
 
在技术方面,还想再说一下大家都了解的爆震
 
一般来讲,活塞发动机内发生金属碰撞的声音以及振动现象。严重时可导致引擎故障。
 
产生爆震的主要原因是点火提前,压缩比过高,涡轮压力过大,燃料的耐爆性(辛烷值),空燃比不正确等。有效对策就是调整点火时间,降低涡轮压力,使用高辛烷值的汽油,增加混合气体的浓度或者使用添加剂等。
 
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内燃机工程学中出现的相同症状的早期点火与异常燃烧不在上述爆震范围内,不做赘述。
 
通常所说的爆震有2种,活塞顶部爆震与活塞底部爆震。
 
活塞顶部爆震就是混合气体进入燃烧室内压缩,火花塞将高压混合气体点燃。以火花塞为中心火焰像四周扩散产生的可燃气体膨胀。其中距离火花塞最远的地方,未能充分燃烧的混合气体,热量被阻断、压缩,瞬间造成高温高压。当温度以及气压超过一定界限时,气体发生自燃,并产生冲击波。
 
该冲击波是产生金属声音以及导致发动机配件破损的主要原因。另外冲击波还会破坏活塞以及气缸壁面的断热层,导致热量急剧传导,致使配件熔解。
 
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为防止爆震,建议使用不易自己点火的燃料,延后点火时间,完善燃烧室使之最合理化。作为不易点火的材料有辛烷值比较高的汽油(95号以上汽油)以及含铅汽油(很难弄到含铅汽油)。
 
活塞底部爆震即活塞底部撞击汽缸壁面而产生的声音,也称敲缸。在此不做赘述。
 
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作为故障的案例有如下几种。活塞损伤,熔解,汽缸盖一侧燃烧室损伤,阀损伤等。
 
在调试ECU(发动机行车电脑)时必须要进行严格的爆震管理。最近发动机或ECU都载有可自动检测机能的爆震感应器,当感知即将要爆震时,会自动延后点火时间,有着相当好的调节功能。所以胡乱的改变点火时间是没有任何意义的。充分利用此调节功能可事半功倍。
 
借助爆震感应设备获取准确数值的同时,请有经验的技师听发动机异响杂音是最放心的方法。
 
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调试ECU(发动机行车电脑)时,对于初次接触的发动机,若使用的是原厂配件的话,各个配件的强度临界点都要摸透,而唯一的办法就是对其进行测试。例如,若要进行涡轮发动机的耐久测试,首先要将水温调控到一定的温度并徐徐升压,如此经过不断的反复测试来推断何时发生引擎故障并获得相关数据。
 
作为参考,对于日产的SR20DET原厂发动机来说,由于担心发动机缸垫被刺穿。以及发动机活塞强度的问题,330ps是原厂发动机的极限。届时设定涡轮压力值为1.0-1.1㎏/cm²(14.2-15.6psi)左右。由于对发动机缸垫进行了更换,使得涡轮压力空间扩大到1.3㎏/cm²(18.49psi);锻造活塞的更换进而将范围扩大到1.5-1.6㎏/cm²(21.3-22.8psi)。当然在增加动力的同时喷油嘴或燃油泵也要进行强化。
 
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上图所示的普通活塞,乍一看会认为是由于爆震而引起的活塞与活塞环中间部分发生缺损。然而从活塞顶部看不出发生了爆震,与燃烧状态的好坏也没有关系,那么活塞发生缺损可推测是由于强度不足造成的。因此必须将涡轮压力下调或采取降低发动机压缩比等对策。
 
关于主轴承(大瓦)和连杆轴承(小瓦)故障
 
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主轴承一般会被称作「METAL」(俗称瓦),材质为三种金属(软钢,铅青铜轴承合金,合金度层)合成的合金,是一种特殊的配件。
 
除了三种合金之外也会使用铝合金。
 
另外曲柄轴(大瓦)有一定的支撑机能,主轴承(曲轴)与曲柄轴(大瓦)一起为曲轴轴面供给机油起到重要的作用。
 
连杆轴承(小瓦)的基本构造与曲柄轴(大瓦)的构造基本相同只是没有设置油孔以及油槽。在发动机工作时小瓦的承重,比大瓦承重量小。
 
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上面图片是曲轴与缸体的曲轴轴面部的切面图。蓝色标记处是主轴承(大瓦)。
 
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曲轴与连杆的连结处是连杆轴承(小瓦)。
 
可以试想轴承(瓦)与曲轴轴面的接触面由于油的关系而浮起,起到支撑作用。
 
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由于轴颈回转产生拖拽作用,使得具有黏性的油通过狭窄的间隙时产生压力(轴销油膜压力)。进而由于油压(反力),轴颈浮起,但并不会与轴承直接接触,原因是之间形成了一层油膜。大致原理如上所述。
 
但是轴承(瓦)为什么会发生故障呢?大多数情况下都是在跑赛道或是漂移时出现横向离心力,致使无法确保一定的油压而导致一系列故障。
 
『防止油偏离』『防止油压低下』是湿式油壳形式发动机不可避免的课题。
 
作为液体状态的油在油盘内受到离心力的作用,会倾斜、飞散,由此产生的力会成为曲轴回转的抵抗力。另外如果油晃荡的厉害会产生气泡,而气泡被吸收油膜发生破裂的可能性很大。
 
关于正时链发动机,链条驱动时也会引起油涌溢。
 
综上所述,跑赛道时油盘中的油会呈现汹涌波涛的壮烈场面。
 
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比如北京金港赛道最终拐弯处,回旋离心力异常强,持续性的横向离心力使得残留在底盘内部的油产生离心力而发生偏离。
 
此时发动机的油吸入口相对于行驶方向发动机右侧的横向离心力使油偏离,从而导致油无法被吸入,油泵产生空吸,循环被切断。此种现象被成为「油偏离」。
 
也就是说在长时间离心力做用下的中高速拐弯时经常会产生此现象。
 
在跑一般公路时不用担心此种现象的发生。
 
车辆制造厂家生产的普通发动机,对于普通驾驶&一般常识速度范围内会采取相应对策,轻松避免危险事态的发生,但对于环形赛道行驶这种特殊情况还无法对应。
 
在跑赛道或漂移时,监测油温&油压是非常必要的。那么到底油压数值到多少会危险呢?有许多人不知道这个数值。
 
长回旋在高速拐弯回转时确认油压是件危险的事,即便是做了确认,在如此激烈的变动中,用售后厂家几万日元的测油压表也未必能得出准确数据。
 
指针的响应差,指针不动,或者即使变动但大多数情况下凭目视无法读取。
 
实际上在接近2.0kgf/c㎡时,有的售后厂家的测油压计所显示的数值仍停留在3.0kgf/c㎡之上。
 
我们从赛事中使用的数据记录器显示来看,该测量计1秒中可进行1000次抽样调查(普通发动机油压的话10HZ足够),行驶后通过对该数据的观测便可对此进行分析。
 
然而类似上述售后厂家所生产的油压计因为无法及时作出正确的反应,会导致一瞬间无法补足油压而引起瓦的损伤。久而久之会产生爆瓦的严重后果。
 
为了让不敢置信的各位更好的了解现状,我举一个一般不会公开的铃鹿赛道(数据记录器)的例子来说明。图片为MAZDA RX-7(FD3S)在圈速王时的记录数据。
 
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为观测以及解说方便,列举3项指标来进行说明。从最上开始依次为发动机油压,中间为车速,最下为发动机转数。
 
接下来,针对赛道S字区间进行放大并解说。(左边起第一块红色区域)
 
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上述图片数据显示油温在90℃前后・转速6000rpm以上时油压若处在安定的条件下可达到6bar之上,油压最低时下降到2bar以下。像这种情况下发动机是处于一种极其危险的状态。
 
那么油压下降到多少时开始呈现危险状态呢?这个问题要考虑到各种条件及状况(马力、扭力、机油泵性能、机油粘度、机油温度等因素)因为条件和状况的不同会导致结果出入很大。
 
返回刚才的话题,仅限于本次所使用赛车且在此赛道情况下,油压至少要控制在4bar以上。通过数据显示在油压下降后,若要使其恢复到4bar以上的话则需要3.2秒。仅仅是这3.2秒之间,发动机已经转了6000rpm,如此下来着实累计不少受损。
 
从全体着眼根据所显示的数据来分析的话,可以看出这辆赛车在右转弯或减速时油压下降极其明显,对此不得不采取一些对应措施。
 
如大家所知,瓦的故障可表现为开始的异响,再比较严重时,连杆中的小瓦与曲轴轴面爆死。曲轴继续工作,导致连杆将缸体刺穿。最糟糕时可引起车辆火灾。
 
关于大小瓦出现故障的实例照片
 
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关于大小瓦的故障,并不是突然发生,而是慢慢累积的问题,最终一起爆发导致瓦的破损。
 
依据我个人意见,跑赛道或是漂移时如下图所示,对油盘做一些加工处理或对配件安装进行处理是很有必要的。
 
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另外,再考虑一下引起瓦故障的其它因素。诸如曲轴自身的振动,所使用的机油的挤压性能和冷却性能不足等。又或是机油容量不足、机油泵不良也可能导致一系列故障的产生。本次不做赘述。
 
记在最后
本次主要针对调试ECU(发动机行车电脑)时经常会遇到的问题:爆震和大小瓦故障进行了讲述。
 
假如发现你的发动机大小瓦出了问题,但有些店家或生产发动机的厂家却断定这是ECU没有设置好,那我只能很抱歉的说是这些店家完全不懂得发动机知识和构造,缺少对于这方面的了解。再说一句,如果做ECU设置的店家不具备能够正确测定爆震的良好工具或记录数据的器材。会导致不良后果。总而言之,但凡是通过诋毁其它店家而妄图提升自己的人,都是对自己的技术缺乏自信的。或者说知识,经验还不到位。

(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:sara)

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