關於部落格
最會的事 就是這個不會和那個不會此網誌以 轉貼 文章為主
  • 221465

    累積人氣

  • 22

    今日人氣

    2

    追蹤人氣

動力調校之週邊介紹

http://www.gdimports.com/diy/power.htm

 

 
 
動力調校之週邊介紹  

自 從西元 1886 年德國人戴姆勒( G. Daimler )及賓士( K. Benz )發明了第一部汽車以來,各車廠就開始了一場如何增進車輛性能永無止盡的戰爭。在起初的數十年,因為受限於技術問題,而讓採用文氏管設計的化油器獨佔鰲 頭。但是人類追求進步的心理從未休止,所以在西元 1954 年時,德國 Bosch 創造了機械控制式的燃料供應系統( K-Jetronic ),並將其應用在 M-Benz 的 300 型車上,並且使用缸內噴射,但因使用狀況不盡理想, 1958 年時改由進氣口噴射。而美國 Bendix 則在 1961 年時,開發出電子控制燃油噴射系統,此乃最早將汽車工業帶入電子化控制的時代。但由於此系統必須要熱機 40 秒之後,才能啟動引擎,且當時電子感應器技術尚未成熟,所以後來 Bendix 將此專利權售予 Bosch ,爾後再經由不斷的努力,方有今日的 KE 、 L 、 D 及 LH 型等種種不同的噴射系統。並因能源危機及日漸抬頭的環保意識,使得化油器系統已日趨沒落。在以下的章節中,將為讀友介紹這些系統的控制原理及改裝方向。使 您更容易了解噴射供油系統是如何為您的愛車盡心奉獻。

噴射家族重要成員

         第一重要的當然是此系統的大腦:電腦控制盒 ( Electric Control Unit ) 簡稱為 ECU 。它是彙整所有傳送訊號,進而發號施令的主控單位。當車上的各式感應器以不同的方式傳送資訊 ( 如:電壓、電阻、頻率 ) 到 ECU 時,微處理器 ( ROM ) 會依據原先已內建好的程式加以分析,找出此時最佳的工作方式,使引擎處於最理想的運轉,以達到不論在能耗、廢氣排放、動力輸出等方面均能適切如意的結果。 而且在現今許多原廠的 ECU 上,有著某一程度的學習能力,意思就是您的愛車會隨著車主的操駕習慣,產生不同於原始出廠設定的表現,所以同一型式車輛在不同車主手上,會有著截然不同的 表現。如果車主還不滿意的話,現今還有很多其他跨接或取代式的可程式電腦 ( 如: HKS F-Con 系列、 Apexi Power FC 等等 ) ,或更換晶片 ( 如: Superchips 、 Wetterauer Chip 等等 ) ,以滿足車主求好心切的需求。 但是 ECU 再聰明,也沒有辨法像李麥克一樣,只要叫一聲「夥計」,車子的引擎就會啟動了。事實上,當車主將點火開關轉到 IG-on 時,此時 ECU 會接收到一個 Key-on 十二伏特的正電,此時 ECU 會檢測一次所有的訊號輸入;包括此時的水溫、氣溫及大氣壓力等,並會指示汽油泵做一個蓄壓的動作,讓引擎作好一切的準備,但此時火星塞不會點火,噴油嘴也 不會作動,除非 ECU 收到一個訊號;由曲軸位置感知器 ( 或飛輪位置感知器 ) 送來一個搖轉訊號,得知曲軸角度位置與工作轉速,並告知 ECU 此時引擎進入運轉的工作狀態。所以大多數車輛若是其曲軸位置感知器故障的話,引擎將無法發動。 故對噴射引擎來說,若失去了曲軸位置感知器訊號時,不論您的愛車性能再好,它一樣是不會動。此感知器通常的工作模式有三種,第一種為電磁 式,其是由磁通量的變化而產生一個感應電壓。第二為霍爾式,當轉盤離開霍爾電塊時,永久磁鐵的磁力線通過霍爾電塊,因而產生了一個霍爾電壓。第三為光電 式,當發光二極體彼此之間的隔板導通時,而產生一個光感電壓。此三種為現今各車廠所採用的通用工作模式,不過此一感知器的檢測必須輔以較專業的儀器,不是 一般的車主可以 DIY 的,更也因為如此,輕量化飛輪並不是可以裝的上就可行,這些都是必須注意的地方。

空氣流量計型式及原理

         決定噴射量與點火時間通常是依據空氣量檢測方式、節氣門位置感知器、車速訊號、含氧感知器、爆震感知器及水溫感知器等幾個大項。而在這些 感知器中,則是以空氣量檢測方式為主要判決 而其他則是輔助判斷以及修正誤差用的。 而空氣量的檢測方式又分為兩種,第一種為質量流量法 ( Mass Air Flow ,簡稱 MAF ) ,亦即使用空氣流量計去計測引擎的進氣量,其設計型式又分為以下不同的類形。在較早期的車輛,如: 1989 的 Toyota 3S-FE , BMW E28 、 E30 等式樣引擎,其將空氣流量計設計為翼板式,其內部的構造包含了計測翼板、補償板、緩衝室、回動彈簧、進氣溫度感知器與電位計。其作動方式是在翼板的迴轉軸 上裝有螺旋狀的回動彈簧,當引擎運轉時,翼板會停止在吸入空氣後開啟的力量與回彈簧力相互平衡的位置,而同軸轉動電位計則將翼板打開的角度轉換成電壓比例 送給 ECU ,即可知道此時的空氣流量。此外,附帶一提的是:在 Toyota 的系統中,甚至將燃油泵開關內建於流量計之內,所以一般在流量計流用方面,必須注意原車所配的型式,否則將會有發不動的情形發生 ( 或者另接迴路將此訊號 By-Pass 掉亦可 ) 。 但是翼板式的缺點:容易產生振動誤差及機械磨損,且電位計是採接觸式的設計,使用過久,常有接觸不良的問題,且體積也較大,非常佔空間。 所以後來改採熱線式的空氣流量計,而且熱線式是計算空氣的質量,而不是翼板式的空氣體積,不須考量進氣溫度及海拔高度的補償,加上熱線式的構造比較簡單、 體積小、反應速度快,其計量也較精準,所以現今的車輛較多採用此類的設計,而熱線式空氣流量計的種類又可分為二種,一為熱線式;另一種為熱膜式。而熱線式 的設計又分為主流計測式,為現今大多數引擎所採用;另一種則為分流計測式 ( 於管壁上旁接通路分流,進行計測 ) ,通常用於較大排氣量的引擎,而作用原理是在流量計內設有入口溫度感知器 ( 冷線溫度 ) 、一條 70μm 的細白金線 ( 熱線溫度 ) 及轉換器等。而為了保持吸入空氣溫度 ( 冷線 ) 與細白金線 ( 熱線 ) 間的溫度差一樣,所以當進氣少時,通往熱線的電流亦較小;而在高速運轉時,通過熱線的電流則較大,之後再經由轉換器將電流改變量轉換成電壓差,送入電腦, 讓電腦得知此時的進氣量為多少;至於熱膜式的設計只是將熱線的白金絲改成金屬薄膜,其作用方式都一樣,只是熱膜式的流量計會比較耐用不易燒毀罷了。 另外,更新的空氣流量計設計則為卡門旋渦式,其設計是在空氣通道中放置一個物體,當空氣流動時,則會在物體的後方產生一個或多個的漩渦, 因為漩渦產生率會與進氣量成正比,可以藉由光電式 ( 光電晶體 ) 或超音波式信號接收器來測量漩渦產生的頻率,即可得知進氣量為何。只不過卡門漩渦式空氣流量計的成本較高,所以使用的廠家並不多,不過由於它的進氣阻力更 小,並且可直接輸出數位信號,無須轉換,因此將會是未來的設計趨勢。

MAP 感知器計測方式

         為什麼在我的車上看不見空氣流量計呢?筆者相信很多 Honda 或 Toyota 車主都有此一疑惑。不用緊張,只是您的車輛是採用速度密度法,也就是偵測進氣歧管內的絕對壓力,此感應器稱為 MAP ( Manifold Absolute Pressure ) ,而此型的噴射引擎又通稱為 D-Jetronic ,其中 D 是由德文 Druck ( 壓力 ) 得來的。 因為在 NA 的引擎上,當車輛發動後,此時進氣歧管內因為引擎的進氣行程作用,所以此時歧管內是處於一個負壓狀態 ( 因為文氏定律:流速快、壓力小 ) ,亦即修車師傅所稱的「真空」。不過請不要小看此一力量,您愛車如果此一真空值不見了,那麼您的煞車馬上就會變的相當沈重,因為您車上的煞車倍力器 ( 俗稱 Air 筒 ) 就會毫無作用了。 而當引擎在怠速運轉時,此時進氣歧管內的真空度是約略在 -380~-550 厘米,水銀柱高 ( mm-Hg ) ,此真空度會隨著引擎負載狀況 ( 開冷氣 ) 或引擎磨損狀況而有所不同,其真空感知器內半導體式壓電電阻效果的矽膜片,會因感應器內兩側的壓力差不同而產生位移,再經由轉換器將信號由電阻值轉換成電 壓值輸出,不過因為其信號不強,還需經由 IC 放大器放大後輸入電腦,再配合上其他的感知器,來決定您愛車上的噴射量。現今的引擎發展,已有許多的廠家將空 氣流量計 ( MAF ) 逐漸改為歧管壓力感知器 ( MAP ) ,因為空氣流量計佔據了許多空間,而在許多車輛要往迷你化發展時,它就成了一個空間殺手,雖然 MAP 的計測方式,看似不如流量計精準,不過若再加上許多輔 助裝置,亦可施以更精準的控制 ( 如:日系知名的改裝電腦 F-Con V Pro ,甚至可在重度渦輪改裝之下,採用範圍較大對應正壓 MAP 的計測型式 ) ,所以在 NA 引擎的未來發展,可能會有更多車廠採用 MAP 的設計。

T.P.S. 感知器爆震感知器

         在以往的自動變速箱上,都會附有一條強迫降檔線 ( Kick-Down Wire ) ,但因其在油門拉索處較為複雜,而且調校與控制亦較不理想,所以在較近期的自動變速箱設計中,強迫降檔的控制元件則改為由節氣門位置感知器來取代,所以自 排車有時換檔及油耗的問題也會與 T.P.S 有著相當程度的關聯。 顧名思義,節氣門位置感知器是將節氣門開度轉換成電子訊號再送入電腦,它是電腦判斷引擎工作狀態非常重要的裝置,各位車主可以仔細的觀察 您愛車上節氣門位置感知器上的固定螺絲,通常原廠都會在上面點油漆,其意思就是告訴車主不要去動它,但如果您已將愛車上的節氣門加大的話,此時調整的步驟 就非常重要了。因為只要差 0.10mm 就會產生極大的差異,所以加大節氣門不只要考慮真圓度 ( 氣密的問題 ) ,及節流板材質的問題 ( 熱脹冷 而 T.P.S 的設計又分為接點式與可變電阻式二種,不過現今車輛多配置可變電阻式,因為它可以隨著節氣門開啟度的不同而產生不同數值的電 壓,故較能精密地控制引擎狀態。而不像接點式只有全閉或全開二種判斷模式,所以在環保意識日益高漲的今天,可變電阻式就成了現今的趨勢了。 縮的因素 ) ,還要確實的調整 T.P.S 位置,否則您的電腦會產生誤判,造成加速無力的後果,如果愛車又配電子自排變速箱的話,也會因此產生換檔不順的後果,所以節氣門並不是一昧的加大即可。

油門一拜!加速不順?

         有時車輛平順的行駛時一切都好,但油門一拜時反而加速不順,還會鈍鈍的。那麼可能是爆震感知器有一些問題。現今的電子噴射引擎其點火系統 亦由 ECU 所控制,在許多系統上點火正時是完全不可調的,其所有的點火時間是隨著車輛的負載而改變,例如:此時真空值為 -550mmHg 、節氣門開度為 0° 、車速為 0 km/h 且轉速 750rpm 時,代表您的愛車沒開冷氣、大燈,處於怠速運轉狀態,則此時您的點火正時可能只有上死點前 ( B.T.D.C ) 70° 。但若您引擎的真空值為 -60mmHg 、節氣門為 42° 且車速為 100km/hr ,那意謂著您在 100km/hr 時,重踩油門再加速,那此時您愛車的轉速可能在 4000 ~ 5000r.p.m ,而此時點火正時就可能提前到 B.T.D.C 23°~28° ,但是點火提前過多時,引擎可能就會產生爆震的現象,若過多則會對引擎產生嚴重的傷害,因此爆震感知器測得了此一狀況,就會通知電腦將點火 時間延後一點,使爆震狀況解除後再將點火角度恢復提前。其實此種工作狀況會週而復始的發生,但是當爆震感知器故障時,車主重踩油門,而點火正時提前太多 時,此時引擎就會發生敲缸的現象。由於電腦在此種情況下,無法做出修正的動作,因此往往會使敲擊聲更趨明顯,如果放任不理的話,之後所必須付出的代價就會 相當大了! 既然原廠動力未改的情況下,爆震對引擎的傷害就已非常顯著,然而在加大渦輪、提高 Boost 值或是 NA 高壓縮比等重度改裝之下,更是變本加厲,因此爆震的監控則尤其重要,其將是點火調校的重要依據,無論原車是否有配置爆震感知器,站在 Tuner 力求完美的立場之下,除空燃比計、排溫錶及馬力機等之外,爆震監聽器必為一項不可或缺的調校利器。

直接點火型式電壓值需注意

         很多車主牽到新車的第一的動作可能就是奔向大賣場,二話不說,馬上將車上的原廠矽導線拆下,立刻換上粗到不行的矽導線,讓自己愛車的點火 性能更上一層樓。但是原廠導線為了耐用度及對音響干擾的問題,所以通常都會有著一定程度的電阻值 ( 約從 1KΩ~16KΩ ) ,每一個廠牌均不同,以舊式的分電盤設計而言,當點火系統作動時,因為導線及分電盤工作的因素,會有一定程度的能量損失,而且能量損失愈多,點火系統所需 的能量就愈大,請注意,需要的能量大代表的是輸出的效率低,若長時間處於此一狀態,則車上的點火線圈就較容易故障。 所以現今許多車廠為了更精確的控制點火時間及增強點火效率,多採用直接點火的設計,其將點火線圈直接放置於火星塞上方,並經由一導管直接 與火星塞接觸,但請注意,此一導管請勿任意的改裝,因為有可能其規格與原廠不符,產生過度的電流導致電腦燒毀,此外, MSD 及高壓線圈的加裝,也都必須要視 ECU 發火晶體對電壓值的承受度而定 ( 大多只以改變發火頻率增進燃燒效率,為最保險的做法 ) ,所以請車主要特別注意這個狀況。 而電腦可以如此精確控制點火的因素,就是凸輪軸位置感知器,它能確實地告知電腦:此時是那一缸處於壓縮上死點,該準備送出一個點火訊號給 該發火線圈。所以如果您的愛車不是直接點火的仕樣,但只要附有凸輪軸位置感知器的話,再加上一些附件,找一位精通原車系統的技師,花一些時間修改,也能變 成直接點火的勁車了,不過所需花費較大,是目前市場較不多見的主因。

含氧感知器不可任意拆除

         噴油系統與點火系統都依照著電腦的指示工作,但所獲得的結果到底是如何呢?工作狀況到底完善與否,則此時必須依賴最終的診斷工具:含氧感知器去作判斷。 引擎吸入新鮮空氣,在進氣歧管端加入霧狀的汽油,壓縮混合氣後點火,但在燃燒後排氣管內的廢氣成份中會有以下幾種化學物質: HC 、 CO 、 CO2 、 O2 以及 NOX ,含氧感知器就是利用其中微量的氧氣去做判定的工作 ( 空燃比計亦是採用類似的方式抓取訊號 ) ,當引擎燃燒得愈完全,廢氣中 CO2 的比例便會趨向最高值。但因 CO2 是惰性氣體,較難利用它去做一個判定,而 O2 氧體比例又為最低,但雖然低,可是由於活性大,所以可以利用它來做數值判定。而現今的含氧感應器又有單線式及加熱型二種,其構造及反應方式大同小異,只是 傳統的單線式的安裝位置會位於排氣頭段附近,而加熱型含氧感知器的安裝位置就可以有其他的選擇,不一定要在頭段,也可以在中段附近,但一定要在觸媒轉化器 之前,甚至有些車廠在環保意識抬頭之下,還在觸媒前後設置了雙 O2 Sensor ,因此觸媒段的改裝,尤須注意。 而觸媒轉化器的設計也有二種,一為二元觸媒轉化器;另一種為三元觸媒轉化器。二元與三元觸媒可不是以價錢來分的,而是二元觸媒的設計,只 能將 CO 及 HC 二種氣體,加上外加的空氣系統,而讓它們轉化成 CO2 及 H2O 。而三元觸媒轉化器則不須外來的空氣供應,直接利用化學反應將 NOX 、 CO 及 HC 轉化成 N2 、 CO2 以及 H2O 。但不論二元或三元觸媒轉化器內部的構造都為蜂巢式,因為如此,反應面積才得以增大,但相對的,也會產生一定程度的阻力,所以許多車主才會將其拆 除,以砲管式的代觸媒取代它。不過大部分的歐系車,若任意將觸媒拆除,有時則會因流速過快,造成電腦進行修正動作而產生問題,再經過一段的時間累積,則會 使電腦出現「 Engine Check 」的現象,較理想的方式是取下原廠的觸媒,改用專業大廠所製作的賽車級高流量觸媒,就不會產生此等的問題了。

控制系統的再進化軟、硬體的完美組合

         原車的電腦控制系統在收集上述的眾多感知器訊號之後,經由內建好的程式,再進行噴油及點火的工作,而使引擎進行運轉,但是因為原廠的程式 設定必須考慮到能耗及廢氣等環保法規的限制,所以不論這個 ECU 有多強的學習功能,終究還是會有一定的範圍限制,不能隨著車主的要求起舞,所以坊間就產生 了如: HKS F-Con V Pro 、 Apexi Power-FC 、 Superchips 或 e-manage 等可程式電腦。它們可以完全取代原廠的電腦控制系統,或是用外掛的方式來增強車輛在某一些特定速度或狀態下的反應,以符合車主的需求。 以 HKS F-Con V Pro 為例,其最大的特色是將原車的空氣流量計 ( MAF ) 改成絕對壓力感應器 ( MAP ) ,因為在某一些原廠式樣的流量計會受到感應範圍的限制,而較難有後續改裝的空間,除了流用他款流量計之外,利用 HKS 特製的全區域式 ( 壓力感應由 -760mmHg~+3kg/cm ) 的 MAP Sensor ,並對應原車的線組,設計出一連接線組 → 原廠插頭 → F-Con V Pro → 原廠電腦的作動模式,而其所取代的 MAP 就連接在 F-CON V Pro 上,再外接一進氣溫度感應器後,就可以基本對應 NA 及 Turbo 引擎的系統,並可因車主的不同需求,以筆記型電腦上的特殊程式加以調整供油及點火曲 線,來使引擎全面性動力輸出的提昇,皆能夠符合車主的「獸慾」。其空燃比值可由 14.57 到 11.56 ,在如此大的範圍內均可應付自如,不再有那些許的遺憾,這也就是日系諸多超大馬力勁車,多會採用 F-Con V Pro 的原因。 不論是晶片植入或是外掛控制系統,也只能依據原車大部分的感應器去作分析與判斷 ( 有些高檔電腦,則會因精密度及偵測範圍的要求,必須取代或加裝所須之感應器 ) ,以更廣闊的操作區間去讓車主得到異於原廠設定的激情演出,但並不是電控方面的改裝就一定能使您的愛車脫胎換骨,還要在硬體上全面性的搭配 ( 引擎本體各組件的強化 ) ,方能使電子系統有能夠發揮的空間,如此「封印」的解除也才有意義。

相簿設定
標籤設定
相簿狀態