2022年汽车电路 .pdf

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1、改装学堂之性能篇解读发动机ECU 改装2012 年03月11 日 09:00 来源： 汽车之家类型：原创编辑： 何永铭汽车之家改装 改装又开课了，本期的话题相信大家都会十分感兴趣，因为这期的教学内容对于动力的提升可以说不必大费周章，但便可立竿见影的，不用多说， 相信一直关注改装的同学们会猜到是发动机ECU 的升级改装，这可是目前动力性能改装中最为热门且受欢迎的一种。事不宜迟，课堂正式开课！名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 17 页 - - - - - - -

2、 - - 点击此处，进入“ 改装学堂 ” 系列文章刹车改装误区轮圈改装误区轿车轮胎改装误区什么是 ECU：ECU（Electronic Control Unit）电子控制单元，又称“ 行车电脑 ” 、“ 车载电脑 ” 等。从用途上讲则是汽车专用微机控制器，也叫汽车专用单片机。它和普通的单片机一样,由微处理器（ CPU） 、存储器（ ROM 、 、RAM ） 、输入 /输出接口（ I/O ） 、模数转换器（A/D ）以及整形、驱动等大规模集成电路组成。用一句简单的话来形容就是“ ECU 就是汽车的大脑” 。目前在一些中高级轿车上，不但在发动机上应用ECU，在其它许多地方都可发现ECU的踪影。例如

3、防抱死制动系统、4轮驱动系统、主动悬架系统、安全气囊系统、多向可调电名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 17 页 - - - - - - - - - 控座椅等都配置有各自的ECU。随着轿车电子化自动化的提高，ECU 将会日益增多，线路会日益复杂。为了简化电路和降低成本，汽车上多个ECU 之间的信息传递就要采用一种称为多路复用通信网络技术，将整车的ECU 形成一个网络系统，也就是CAN 数据总线。 不过今天讨论的ECU 是指发动机的行车电脑，总而言之可以理解为

4、（Engine Control Unit） ，发动机控制单元。常见的原车ECU 生产厂家： BOSCH （博世）、SIEMENS （西门子）、DELPHL （德尔福） 、MARELLI( 马瑞利 )、DENSO （日本电装）等等发动机 ECU 的控制理论：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 17 页 - - - - - - - - - 在谈论到发动机ECU 的改装时，我们必须谈一下发动机ECU 的控制原理：首先通过各种传感器（ 包括温度传感器、压力传感器、旋转

5、传感器、流量传感器、位置传感器、浓度传感器、爆震传感器等）收集发动机的各部分工作状态信息，直接发送至ECU。在 ECU接收了这些信号之后，就会对各种信号进行分析，便会得知发动机各部件功能处于什么样的状态，运作情况如何的信息，然后自动运算， 在这个状态下应该让哪些执行元件做哪些事情，继而将指令发送到执行元件，命令执行元件工作。做个简单的比喻：整个过程就好像一根绒毛，轻轻的触碰到你的鼻孔，鼻毛（传感器)便会把触控的信息传至大脑（ECU） ，然后大脑就对信息进行分析，确实有异物进入鼻孔了，接着便会对鼻孔的各部分发出指令，命令鼻孔进行气体喷射，然后达到清理异物的目的，随之会伴随着各种巨大的喷嚏响声（信

6、号警报）.之后你懂的。ECU 的硬件与软件名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 17 页 - - - - - - - - - ECU 的硬件，从本质上来说就是一块实现发动机管理功能的单片机（单片集成式电脑） ，因此将 ECU 叫做 “ 电脑 ” 一点也不为过。 首先来了解一下ECU 的组成部分。 我们从传感器信号的输入，到ECU 向控制器输出控制信号，来看看ECU 都拥有什么部件。首先是输入/输出端口，提供ECU 外部与内部的数据联系功能；数据输入之后，会经过控

7、制器，将电信号转化为数据； 控制器将转化好的数据放到储存器的储存区；通过预设的控制命令，控制器将储存器里的数据输送到运算器；运算器实现计算功能，计算结果也会再传送到储存器；控制器再将储存器里的数据，调动到输出端口，向执行元件发出指令。总结一下，ECU 的主要硬件是：公关部 输入/ 输出设备、行政部 控制器、物资部 储存器、业务部运算器，以及人事部 将这些东西凑到一起的电路板和内部数据用的总线。各种芯片与电子元件，组成了ECU 的每一个 “ 职能部门 ” 。各位读者如果基本上看懂了ECU 的硬件构成和工作过程，那么接下来这段应该更容易明白。所谓的 “ ECU 程序 ” ，其实就是一套运算法则，它

8、存放在储存器内，对从输入设备经控制器转化而来的信号，处理生成对应的指令信号，从输出设备传输出去。于是， 我们对于ECU 参数的修改，实际上就是在修改运算法则。例如收到14.7 份空气所输入的空气流量信号，就给喷油嘴输出能喷出1份燃油的喷油嘴开启信号；而你可以修改为，ECU 收到 1份空气所输入的空气流量信号，便输出喷1份燃油的喷油信号。 然而，这时候，问题就出现了，当空气输入信号超过ECU 内默认的正常值（过多或过少），不仅调校无效，更加有可能亮起故障信号灯。这时候，我们能做的，要么就不要令计算法则超出ECU 预设的范围；要名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -

9、- - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 17 页 - - - - - - - - - 么就舍弃这个原装设定的法则，当然就是不用原装电脑；又或者狡猾地用另外一套电脑实现你的运算法则，而同时让它“ 骗” 原厂 ECU 一切 OK 。这就引入到三种ECU 改装的方式了。ECU 改装只是一个笼统的说法，这当中又可以分为直接改变ECU 运算器硬件的改装与改变内部程序的改装。直接改变ECU 运算器硬件， 就是我们在赛车场非常常见的“ 替换式电脑 ” ，用“ 全职替换式ECU” 控制发动机， 例如 Motec 、Haltech等品牌， 就是较为著

10、名的全取代式电脑；改变内部程序的软件改装，就是沿用原发动机的 ECU，通过刷写内部程序对引擎管理的赋值，很多针对欧洲车的电脑改装商，例如Revo 、Superchips、Aescn 艾森以及 Chiptec等等；而外挂电脑的改装方式则是硬件、软件改装兼有，通过外挂一个能够“ 骗” 原装电脑的运算器，然后将原装电脑的数值进行修改，我们经常能见到的AEM 、HKS F Con 、Trust E-manage等等，都属于外挂电脑的类别。为什么要改装ECU:说到改装， 要么就是为了更好看，要门就是为了提高整车动力，再要么就是为了提高整车的行驶性能等等，总而言之，改装这活儿必须拥有一定的目的性。之前既然

11、说明了ECU是“ 发动机的大脑” ，那么让这个 “ 大脑 ” 改变一下既有的思维模式，不就能产生不一样的行为模式吗？没错，对车辆来个“ 头脑风暴 ” ，必然会对车辆的性能产生最直接的变化。讨论完 ECU 的改装作用后， 随之而来便会产生第二个问题：什么时候需要改装到ECU？答案很简单， 手下的执行部门与之前不一样了，又或者因为大环境的改变，整个公司需要一个转型或者结构调整。ECU 亦然，如果在硬件方面有了较为全面的改装，例如强制进气系统改变了进气压力、排气管改变了废气的氧残余量、甚至改变了引擎内部的压缩比、进排气角度等等，这就使得引擎的硬件部分，未必能够适应为原装引擎而设定的ECU 参数。又或

12、者，阁下身处特殊的气候、油品甚至海拔高度，这时候泛用型ECU 参数未必能使引擎工作在最佳状态。查看何永铭的其他文章名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 17 页 - - - - - - - - - 改装学堂之性能篇解读发动机ECU 改装2012 年03月11 日 09:00 来源： 汽车之家类型：原创编辑： 何永铭开环控制与闭环控制：英文是 Open Loop与 Close Loop，也就是一种引入正或负反馈的控制方式。简单来说，就好像我们在煮饭，会用以往的经验

13、（程序）设定好燃气灶的火力，而我们的眼睛以及鼻子通过观察饭的状态以及味道，判断饭的状态， 再调节燃气灶的火力大小，糊了或者溢出来了就调小点， 保证做饭的进程正常，在这个过程中， 判断饭的状态以及调节燃气灶就是在做饭这个进程引入反馈，可以理解为一个开环控制；反之，如果我们只是以固定的经验（程序）控制燃气灶，而不通过感官来判断饭的状态，糊也不管溢出也不管，取消在过程中间由其他条件判定来调节燃气灶，那就是没有反馈的单向的开环控制。我们的发动机工作状态是一个闭环控制： 通过固定的程序 （不同工况下的空燃比以及点火正时）设定好发动机的工作规律。然后在排气管加入氧传感器，用氧传感器判断发动机的工作状态，油

14、量多了还是少了；在汽缸加入爆震传感器，判断点火正时是提前了还是延后了；水温传感器， 可以判断发动机燃烧室温度是否正常来修正供油量，保护发动机， 等等。将这些情况发送到ECU，然后 ECU就会根据它们的反馈，不断地调整喷油量以及点火正时。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 17 页 - - - - - - - - - 临时制作的闭环控制示意图这是临时制作的闭环控制示意图。若果将上图的方框去掉，那就是不带反馈的开环控制。目前所有的ECU 都采用闭环控制，使得发动机

15、管理更精确。在反馈控制的回路中，氧传感器的作用可谓非常关键，所以所有的ECU 改装，都必须收集氧传感器的信号，以确认ECU 调校是否需要修正。两种典型的发动机异常工作状态我们已经了解到发动机的控制系统简单来说由三部分组成，传感器 Sensor 、中央控制单元 ECU 以及执行元件，就是只要这三大系统都在正常工作，发动机是不会发出故障信号的。那么为什么有时候车子在进行了一些很简单的改装之后，会亮起故障灯， 甚至发动机工作不正常呢？如果排除发动机真的有机械故障或者某些零部件失效，那么极大多数可能是由于三者之间的 “ 误会 ” ，或者说 “ 对某些异常情况感到不解” 造成的。我们都明白一个道理，内燃

16、机是通过燃烧燃料，爆炸而产生动力的，那么燃料与空气之间的配比就非常重要。常识告诉我们，稀薄的混合气（空燃比大于14.7 ）能省油，浓混合气（空燃比小于 14.7 ）可以提供更大的动力。当然，所谓的浓或者稀，一定是在保证发动机在正常工作状态之下，过低或者过高的混合比例，会产生以下的情况：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 17 页 - - - - - - - - - 汽油太浓 油滴大 燃烧温度低 油气混合不充分 燃烧不彻底 效能低 废气烟量大，甚至有油星；汽油太

17、少 空气过量 爆炸能量低 燃烧不稳定 动力低 机器抖动甚至熄火；这些现象都是不正常的，当然发动机的各个反馈机制会避免这些情况的发生。但如果我们的改装破坏了发动机的反馈机制，发动机便会出现异常。1、为什么有些时候更换了排气管油耗会增大，甚至发动机故障灯会亮起？上图的是改装用的排气管，三元催化被简化之后，氧信号异常会致使ECU 判断发动机故障。这大多数都是因为氧传感器的信号异常所致。氧传感器的作用是监测油气混合物在燃烧之后的氧残余量，以确定在燃烧的过程中，汽油的量是否位于最佳值。氧传感器安装在排气管，根据不同车厂的设计，有的会安装在排气歧管，三元催化之前，废气刚从气门离开发动机的位置， 有的则会安

18、装在三元催化之后，而如今的主流设计是三元催化之前以及之后同时安装氧传感器， 减少因为废气在三元催化内发生废气净化的化学反应影响氧气含量，导致氧残余量反馈信号不准确，进而影响供油量的计算。在废气当中，氮氧化物、氢氧化物以及硫氧化物在三元催化内会与氧气不断发生复杂的化学反应，而化学反应的过程中，温度对于氧残余量的影响非常大。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 17 页 - - - - - - - - - 而更换排气管之后，由于三元催化被拆除或者改装为高流量的制品，

19、因此会影响废气的化学反应过程， 导致氧残余量的变化。在此时，废气的化学反应进行得不充分，导致化学反应中氧气的消耗量减少，氧残余量增加，ECU 通过氧传感器信号判断氧气过量，也就是燃油供应量不足， 因此就会增大燃油的供应，加浓混合气，长久下来就会增加油耗。而如果这个变化使得氧传感器录得的信号超过正常值，尤其是一些较为敏感的电脑，那么ECU 就会判定废气组分因为发动机出现故障而异常，因此引发发动机故障灯。2、敲缸、发抖是怎么回事？在这里我们先排除高档低速这种所谓“ 节油 ” 驾驶习惯， 它所引起的发动机积碳或者不正常燃烧所带来的后果，远比省下的油费不知要高出多少。例如对于原装车来说，节气门脏了，

20、导致进气量以及节气门角度的计算不准确，便会将错误的传感器信号传递到ECU，使得喷油量与点火正时的计算错误；又例如涡轮增压的内排式泄压阀改外排式，如果空气流量计不是位于进气泄压阀之后，而是之前， 某些时候便会使得空气流量计计算的空气流量比实际发动机进气量大（通过空气流量计的部分空气被外排泄压阀排到进气道之外的情况），发动机便会以汽油偏浓的不正常模式工作了。如果原装增压是内泄压设计，那么如果保留原装电脑的情况下，即便是安装了外排式泄压阀，仍需要有一根小管，将部分空气以内排的形式返回进气回路，令ECU 能够正常的工作。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -

21、- - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 17 页 - - - - - - - - - 查看何永铭的其他文章 改装学堂之性能篇解读发动机ECU 改装2012 年03月11 日 09:00 来源： 汽车之家类型：原创编辑： 何永铭实例分析：上面说完了原理之后，是时候改用实例来进行分析了，下面便是通过一个德国的著名ECU 升级技术公司的案例来分析一下ECU 升级之后的动力表现变化。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，

22、共 17 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 17 页 - - - - - - - - - 虽然说升级发动机ECU 是一项技术含量很高的活儿，但其实过程并不复杂，而且还是比较简单的，说白了只要把发动机ECU 的数据读取出来便可。执行这个读取过程的方式一般有两种： 1.直接连接汽车数据线读取；2，通过拆卸发动机ECU，然后通过专门的仪器进行数据读取，两者的区别只要区别是在传输便利性方面。名师资料总结 - - -精品资料欢

23、迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 17 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 17 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 17 页 - - -

24、 - - - - - - 通过对比可得知，对ECU 的升级，功率提升的幅度大小与排量成正比，排量越大，功率提升的幅度越大，随之扭矩提升幅度也随之增大。但在提升比例方面则涡轮增压发动机的提升效果要明显强于自然吸气发动机，就拿本次提升的途安1.8T 车型来说，功率提升比例名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 17 页 - - - - - - - - - 达到了 22% ，远比自然吸气的5%-7% 要强，扭矩提升比例也是远远强于自然吸气发动机。疑问：为什么涡轮增压发

25、动机的ECU 经升级后，功率和扭矩的提升会比自然吸气发动机要大那么多？解答：其实这个不难理解,涡轮增压器的增压值可以调节等于了随意调节进气量只要供油点火部分进行跟进，马力自然提升明显，但是对油品、温度的要求也更加苛刻。而自然进气发动机节气门前的进气量是无法通过ecu 调整的自吸车型的ecu 调整都是优化空燃比点火正时这些方面的算的上是微调所以区别不会很大。除非改变硬件加大压缩比、万转平衡的曲轴等变成高转发动机，否则同排量的自吸发动机想做到非常大的马力提升几乎不可能。锻造活塞什么的就是为重改发动机准备的。全文总结：通过整节课的介绍，大家对于ECU 的理解又能掌握多少呢？不懂不用怕，改装知识的掌握也并非一朝一夕便可获得长足的进步。ECU 的改装并非单纯的指输出数据指令上面的变化，而是涉及众多整车匹配方面的问题，所以还得希望热爱改装的朋友们多多相互交流，广泛讨论，共同推动国内ECU 改装文化的进步。 （文 /汽车之家何永铭）查看何永铭的其他文章名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 17 页 - - - - - - - - -