◆文/改联网
近年来,中国汽车消费个性化、多元化趋势明显。据不完全统计,有65%的私家车消费者具有汽车改装的意愿,汽车改装需求日益增长,行业蕴藏着巨大的发展潜力。在改装车越来越普及的今天,车主对于改装风格的倾向也各不相同,有喜欢外观拉风的颜值派,也有追求性能至上的实力派。下面我们将走近汽车的发动机舱,来探究一下发动机舱盖下的改装。
改写ECU程序是提升汽车动力性能最直接的方式之一,也是欧洲等汽车发达国家汽车销售的一项增值业务。ECU(Electronic Control Unit)是电子控制单元的简称,又称发动机控制电脑。
汽车的原厂程序往往相对保守,因为不同地区的油品差异,使用环境差异等原因,原厂车的很多设定都具有很强的兼容性。兼顾的是普通车主更在意的车辆稳定性、舒适性以及燃油经济性等。
改写ECU程序,其实就是对发动机中央控制电脑板里的数据进行更改,根据车辆的实际使用情况来调整相应的数据,通过对ECU中的点火、喷油、空燃比、增压压力、气门升程和正时等进行调整,从而提升发动机的功率和扭矩,最终目的是让发动机工作曲线重新搭配,以此来改变发动机的工作特性,提升车辆动力。这也是最基本、最简单、最安全、最全面、最直接有效的车辆动力升级方式之一。
改写ECU程序商有很多,每家都有每家的特点,像MTM、ACR Racing、HG、EFTUNING、REVO都是专门研究ECU程序的品牌商,分别在业界取得过多个奖项。
ECU程序分为外挂式和写入式两种,顾名思义,外挂式ECU是通过外置模块直接加装到车辆上,当然程序也是根据相对应的车型预先调好的,它的优点是不影响车辆的质保,即插即用,缺点是整体性能不如写入式的精准(图1)。写入式ECU则相对复杂一些,因为它需要对原车的电脑程序进行编写(图2)。
图1 外挂ECU及改写工具
ECU的程序方案分为三个阶段,分别是一阶、二阶、三阶。刷入一阶程序不需要对发动机内部进行大刀阔斧的强化,发动机功率就能提升十几马力(Ps)到几十马力(马力为功率单位,1Ps=735W);而二阶程序就需要配合硬件的强化,比如最基础的进排气改装等;三阶就更夸张了,需要对很多配件要进行深度强化,比如发动机锻造的活塞连杆、腹内强化、高流量三元等等,效果也是最显著的,发动机功率一般可以提升50%以上。
图2 ECU的电脑编程
马自达阿特兹2.5L车型(图3),原厂发动机功率只有192Ps,扭矩252N·m,通过改写程序,可以在不更改硬件的条件下,将发动机功率提升到211Ps,扭矩提升到277N·m。
图3 马自达阿特兹2.5L车型
奔驰G500(图4),原厂发动机功率只有421Ps,扭矩610N·m,通过改写程序,可以在不更改硬件的条件下,将发动机功率提升到509Ps,扭矩提升到810N·m,足足提升了88Ps 和200N·m,这说明原厂发动机的设计还是很保守的。
图4 奔驰G500车型
汽油发动机中,点火系统是发动机的重要组成部分之一,其作用是使火花塞产生电火花,在汽缸内点燃空气与燃油的混合汽,让发动机产生动力。随着汽车发动机技术的不断进步和电子元件性能的不断提高,点火系统的构成也发生了多次变化。如今的点火系统控制精确,由ECU直接管理,使发动机工作效率大幅提升。改装点火线圈可以将原车的点火线圈换成高性能高压点火线圈,从而改善发动机的点火能量。从外观上看,高性能高压点火线圈外壳采用高科技材料,高性能高压点火线圈比普通点火线圈的内阻要低很多,点火电流通过性好,保证电流畅通无阻,从而提高点火能量,把电能更充沛无损地输送给火花塞。点火强了,汽油燃烧得就更快更完全了,所以发动机的输出会更加有力。
宝马N54B发动机升级力爽SPE点火线圈(图5),能让火花塞释放更强的火花,让混合汽燃烧更充分,发动机的动力输出自然就会得到提升。高压点火的传输效率得以提高,能让汽缸内的可燃混合汽体在更短时间内更充分地燃烧,在车辆急加速、加速状态下能有最为直观的加速感变化。
图5 宝马N54B发动机升级力爽SPE点火线圈
发动机上的空气过滤器是为了过滤发动机运转所需要的空气,在汽油发动机上都有此装置,在玩车人看来,原车所安装的空气过滤器进气量不足。而安装大流量的空气过滤器,则可以降低进气阻碍,增加进气量,通俗一点说,就是增强发动机的“肺活量”(图6)。
进气系统改装的入门工作就是更换高效率、高流量的空气过滤器滤芯,市场上常见的品牌有很多,比如BMC,EDDY和Airspeed。高效空气过滤器滤芯的工作原理是:高流量的空气过滤器滤芯可降低发动机进气阻力,同时提高发动机运转时单位时间内的进气量及容积效率,由供油系统中的空气流量计测量出进气量的增加,将信号送至电脑,电脑会控制喷油嘴喷出较多的汽油与之配合,让较多的油气进入汽缸,达到增大发动机功率输出的目的。在实际的改装测试中,改装后的发动机在高速运转时,动力有所增加,发动机运转顺畅,提速感觉好。
高性能空气过滤器滤芯表面为4层特殊纤维棉材质,表面附带专用护理油脂,其在大大增加发动机进气量的同时,可最大程度把空气中的漂浮物过滤,能有效保障发动机正常长效运行,使汽缸内燃烧更加充分,车辆动力和油门响应随之提升。
对于驾驶者而言,特别是喜欢开车的驾驶者,他们对于车辆动力的要求可以说是“欲壑难填”。在今天这个把“排量”看作“洪水猛兽”的环境下,全世界不限制造大排量发动机的地方屈指可数。汽车涡轮增压器,在减少二氧化碳(CO2)排放方面也扮演着越来越重要的角色。涡轮增压器推动压缩空气进入发动机汽缸,因此能够让汽油充分燃烧,也就使发动机产生更多动力输出。增压器提供了一个新的,更高效、更有针对性的方式去帮助汽车提升动力,涡轮增压器在实际的使用中更省油、排放更低,但是发动机却变得“动力更强,扭矩更足,更有驾驶乐趣”,这也是现如今很多动力玩家采用的改装方式。目前市面上发动机常用的机械增压器主要产自日本、美国、欧洲。像安若特、边缘、超元素都是以改装动力单元为核心的公司。
图6 原厂空气过滤器滤芯和改装空气过滤器滤芯
涡轮增压是利用发动机产生的废气推动排气管中的涡扇带动进气管中的涡扇转动,进行间接增压,不消耗发动机的动力。涡轮增压器转速极高,所增压力也比机械增压器高数倍(图7)。但由于涡扇有惯性,中间轴承也有相当大的阻力,废气突然增多时涡扇转速不会同时提高,这也就是大家所说的涡轮迟滞。
图7 涡轮增压器
机械增压是利用发动机本身的动力,来带动一个压气机,进行增压(图8)。增压器会消耗发动机的动力,它的转速随发动机转速而改变,不会出现增压滞后的情况,发动机低速运转时效果极好,但它受发动机转速限制,在发动机高转速状态下会增压不足。
图8 机械增压器
2018款丰田普拉多4.0L,升级ROTREX机械增压器,原车发动机功率275Ps ,扭矩385N•m,升级后发动机功率381Ps,扭矩533N•m(图9、图10)。当支架与增压器等都各就其位,由于增加了设计,增加了一些惰轮,因此需要更换加长皮带(图11)。两根粗壮的管道作为主要气道分别连接增压器到水冷器和冬菇头进气口处(图12)。油壶和油冷、增压器都是从丹麦进口的,是完整的一套系统。油冷安装在原车风箱往前一些的位置,比较靠近增压器和油冷,这样会避免过长的管路导致冷却和循环效率的降低(图13)。
图9 原车发动机舱布局
图10 升级机械增压后的布局
图11 更换加长皮带
图12 两根粗壮的管道
图13 油冷安装
对增加汽车改装升级项目有兴趣的维修企业,可以在2021年3月26日-28日前往苏州国际博览中心,在2021 GT Show中国汽车文化及产业博览会上会有更多产品、品牌供您选择(图14)。
图14 2021 GT Show中国汽车文化及产业博览会