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通过电子系统提高发动机燃油经济性能

2007-4-12 10:11:59              点击次数: 

前言

提高动力的方式有很多,安装新的排气系统、改造现有的进气系统、提高涡轮增压器的输出压力和改造发动机控制单元等等。但是最后的一种方法-改造发动机控制单元也是提高燃油经济性能的关键改善现今高昂的燃油价格对我们的影响,通过电子技术可以有效的提高燃油经济性。这是一种极好的方式令你可以无时无刻享受此技术带来的喜悦,无论你的脚是否踩在油门上。这种方法在我们中国不触及任何法律不必担心有警察叔叔因为省油拦截你的。

空气/燃油比例

众所周知这个比例是衡量空气和燃油消耗的依据,每一辆内燃发动机车辆都遵循这个化学原理,14.7克的空气来点燃1克的燃油达到完全燃烧。在汽车排气系统中有一个排气检测探头就是为了这个特殊的要求设计安置的,他用来告知发动机控制电脑多少的空气和燃油发生了化学反应,电脑依据这个参数来调节喷油嘴的开启时间控制燃油的消耗。
尽管14.7:1是理想的空气和燃油燃烧比例,但只有在更多燃油使用的情况下才可以得到更好的动力输出。当高动力输出的要求被电脑接受的时候,发动机控制单元电脑将标准由14.7:1改变到更浓的比例,例如12:1.也就是在空气的使用量不变的状况下提高燃油的使用量。
还有一个更加专业一些的定义需要解释就是Closed Loop和Open Loop也就是"闭循环控制"和"开循环控制"。当由排气传感器和发动机控制单元共同运行,将空气和燃油比例持续保持在14.7:1(或一定比例)的情况下称之"闭循环控制";而有发动机控制单元独立运行内部程序的状态称之为 "开循环控制"。以上的这些东西为下面提高燃油经济性打了基础,现在我们可以清楚更稀薄的空气和燃油混合比例可以有效的提高燃油经济性,例如:16克空气与1克燃油反应。有些时候发动机因为稀薄比例燃烧,产生的动力相对低一些。但是,即使全开油门的时候还是相对原来节省了燃料的使用。接下来的内容就不是很简单了哦。

改变空气燃油比例

 修改这些东西需要深入到发动机控制单元内部改变有生产厂开发出来的数据,虽然可以粗略的改变燃油压力的方式来达到这种效果,但我们讨论的是通过电子方式。这种方式可以使用重新编程原厂电脑、使用外接电脑或者重新使用开放式可编程电脑来实现。

实现部分一:高动力输出空气燃油混合比例

除非你不修改点火时间的情况下在高压缩比发动机上使用增压器(排气或者机械)以外,让发动机运作在高浓度空气燃油比例是不会有什么不良的影响的。原厂设定高浓度空气燃油比例主要还是保证排气系统正常工作,尤其是三元催化器的温度,有些时候即使空气燃油混合比例运行在10.5:1或者11:1的情况也是正常的。根据发动机设计的不同通常高动力输出的情况,空气燃油混合比例可以校订在12:1到13:1之间。
此外,一些车型不光是在高动力输出状况下会达到浓混合比例,一些时候当发动机转速到达了设计初设定的动力输出范围内时发动机控制单元也会开启"闭循环控制"模式令混合比例提高。这取决于不同发动机控制单元的功能和设定。
有些论坛讨论过一个模糊的概念就是"不要让发动机运作在稀薄空气燃油混合比例的状况下,那将会损伤发动机(排气系统!!??),现在我可以给出一个相对准确的答复,那就是:不是这样的。除非在专业比赛的时候发动机持续运作在高浓度空气燃油混合比例的状况下超过一个小时或者等长时间的话,那你需要考虑一下这个问题了,之所以说那个理论是一个模糊的概念的原因就是在正常路面行驶时,使用高动力输出的时间一般不超多一分钟,在这种情况下即使相对原厂设定低一些的空气燃油混合比例是不会对发动机有什么影响的。
 基本上通过电子处理方式修改高混合比例的方法可以分为三种,即简单的信号拦截电路、发动机控制单元程序修改和第三方开放式可编程发动机控制单元。市场上最廉价的方式就是简单的信号拦截电路装置,原理要回头看刚才讲的" 开循环控制"原理了,因为此工作状况下发动机控制单元实际上是与排气探头分离工作的,所以决定燃油喷射量是由空气流量计决定的,信号拦截电路就是在这个会路上截取原始空气流量计电压读数并修改到一个粗略的值上,从而欺骗发动机控制单元喷射更多的燃油到达提高空气燃油混合比例的目的,这是理论上的原理可以运作在多数老式的发动机控制单元(可以大致划分为"没有排放标准限定的ECU")上。可现阶段使用的发动机控制单元就比很多人想象的要复杂很多了,通过新版本发动机控制单元操作系统的模糊逻辑控制原理,电脑可以运作在各种变量改变的状况下自行调整运作方式和程序,也就是说即使在这种发动机控制单元上使用传统的信号拦截电路只会在有限的时间内对高动力输出状况有一定的改变,因为这种控制电路没有能力侦测发动机控制单元何时使用"闭循环控制"和"开循环控制"模式,所以电路会持续的保持在工作状态不断的改变空气流量计的读数,这个情况下当发动机控制单元开启"闭循环控制"模式会通过排气传感器发现高浓度的空气燃油混合比例,则自行调整系统适应这个条件参数并回到原厂设定的比例,最终还是导致信号拦截电路失效。看起来复杂的原理简单来说就是"智能"的表现。这点很多欧洲车使用Bosch和Simens的ECU会有这个问题,必须外部二次欺骗原厂发动机控制单元与排气传感器的信号令原产电脑持续工作在"开循环控制" 模式,这就引伸到了外接控制单元的话题上了。
现在很多改装商家安装新的高性能近期排气系统之后就结束工作,但实际上这样的车辆会发生高动力输出状况下空气燃油混合比例低于原厂设定的情况,而且在一定转速范围内会更低。导致动力微弱的下降。还有一点要记住就是现在的某些型号的发动机控制单元为了达到规定的排放标准非常"智能"化,无论怎样从外部改变发动机的配置其仍然会保持标准的14.7:1的空气燃油混合比例。

实现部分二:巡航状态空气燃油混合比例

通过刚才的讲解相信多数人已经明白想要降低高动力输出状态空气燃油混合比例可以使的方法,虽然通用性各有不同但还是有一定效果的。现在我们来看一下在巡航状态下修改发动机控制单元稀薄空燃比例的方法,因为这种状况下控制单元运作在"闭循环"模式,所以,信号拦截电路和第三方外接控制单元均不能达到控制的目的,唯一的解决方法就是修改原产发动机控制单元数据。所谓的稀薄混合比巡航数据几乎存在于所有的量产车发动机控制单元内部,在特定条件时开启这种模式。例如:超过80公里每小时的速度运行超过10秒钟,稀薄混合比例巡航模式会自动开启。
调教发动机控制单元稀薄混合比巡航模式程序不用于简单的只调教高动力输出的"开循环"模式程序,这要求对整个模块程序分析并采集很多判断条件并找出潜在的设定比例图形。如果是现在市面上销售的电子节气门系统来说更为负责,例如:东风的标志206和使用PSA TU5JP系列的雪铁龙发动机,简直是噩梦。。。
确定是可以修改这部分程序,将稀薄混合比例程序调教至更低的一个阶段,具体程序分析步骤暂时不讲,现阶段就日系JDM汽车已经可以调教至15%-20%燃料消耗低于原产设定。效果是非常惊人的

实现部分三:丢带你的排气传感器(氧气传感器)

  上面我已经讲过"闭循环"模式主 要的数据采集部分就是排气传感器(O2 Sensor)的运作,保持发动机工作在14.7:1的状况下是这个模式的关键。但是,除非使用体套可以完全置换原厂发动机控制单元的第三方控制单元,要达到调教好的程序完全可以工作在更低的稀薄空气燃油混合比例下最好的办法就是关闭排气传感器(O2 Sensor)。看起来这是一个比较极端的方法,但之前你要记住以下的几点问题。首先,有些发动机控制单元会产生错误信息。其次,没有排气传感器(O2 Sensor)的"闭循环"模式可能会导致控制单元拒绝工作或者运行在一个极高的空气燃油混合比例下,前提是你已经正确的修改了这些原始数据。否则,发动机会休假的。
这些调教可以通过某些第三方外界控制单元或者直接修改原厂控制单元程序的方式改造,虽然这样可能会导致发动机怠速是混合比例依然维持在14.7:1的状况下,但在低动力输出情况下调教过的发动机可以运行比原厂程序更稀薄的混合比例从而提高了燃油经济性能,同时发动机性能也没有明显的降低。至于能够调教至具体多少稀薄程度的混合比是取决于多个方面的,例如:传动齿轮比例,燃烧室效率等等。但是可以肯定的是运行在16:1的稀薄状况下巡航时是不会有什么问题的,有些发动机几乎可以运行在20:1的极端稀薄混合比模式,例如:Vitz和飞度的日本本土版。这些调教的关键如何准确的检测原始行车状况数据并加以分析,这是个纯正赛车系统的过程,最近我在此技术逐渐民用化以至于大家可以接受,另外就是操作的简化也是关键。总之,通用的定义是这样的,巡航状态下混合比在16.5:1左右,而高动力输出状况下可以保持12.5:1这样即可以提高明显的动力输出也兼顾了日常使用时燃油经济性的需求。

总结以上的论述,虽然现在从技术角度很多人各持己见,但被赛车行业最认同的方式还是通过电子方式提高燃油经济性,这些实际的数据在LeMans 和FIA GT比赛中已经做了很好的测试,不光是通常使用的汽油和柴油也包括了特殊的LPG和酒精燃料系统也可以等到很好的效果。所以,通常来将经过专业计算和调教的发动机提高15%-20%的燃油经济性是可能的,同时对发动机整体性能也没有明显的影响。这段时间我会不管的根据大家的要求完善文档的,也将写于06年我生日的文档分享给大家希望日后有些帮助。

                                                              来源:新浪

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