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汽车改装,汽车调谐,和马力的科学:术语和概念

作者:

克里斯卡马罗喜欢运动、改装汽车和玩电子游戏。

你慢慢地插入钥匙,一次插入一个凹槽。当冲刺开始时,你的皮肤会因为快速的期待而感到刺痛。你刚刚安装的运动布斗座椅和五点安全带紧紧地拥抱着你的身体。她为你准备好了!室内红色灯光的柔和辉光就像火一样围绕着你,当你转动钥匙,你的希望和梦想的机器变成了现实。她的心在笼子里剧烈地颤抖,你可以感觉到力量在你周围,在你下面,在你里面。带着最轻微的恐惧和犹豫,你伸手去拿短距离抛移器。不,这是好的。她信任你。你知道你在做什么。 With renewed confidence you wrap your hand firmly around the shifter and put it in gear. Oil pressure’s good… O2 sensors should be coming up to temp now. Everything seems right. You take a deep breath and turn your eyes to the road as you prepare to dump the clutch.

“我们开始吧!”

如果你和我一样,仅仅读到这段话就足以让你想放下手头的工作,开车出去兜兜风。不管你开的是Grand Am GT, Corvette还是Smart,这都不重要。如果你开的是Smart Car,那就别读了。不过,在很大程度上,是乘坐汽车的刺激感、对技术的热爱以及改进某些东西、让它变得更好、更快、完全属于你的乐趣,这些都激励着我们汽车爱好者去做我们所做的事情。

如果你是汽车行业的新手,我真羡慕你。这就像失去童贞一样。当你第一次改装你的汽车时,你会感到脚下的动力无与伦比。然而,作为新人,你该如何开始呢?这一切都是如此的势不可挡!

放松。让我们从最基本的开始。为了对你的车做任何事情,你必须了解它是如何工作的。我不会涵盖所有内容,因为如果你是认真的,你应该有最基本的知识开始,但有很多概念和术语将帮助你的道路。我们开始吧,好吗?


内燃机理论-气体主要由异辛烷和庚烷组成,有时也加入乙醇。这种燃料只有在氧化剂存在的情况下才可燃。正常的空气含有21%的氧,这是唯一的氧化成分。空气与气体混合,并被吸入一个有一个移动边界的圆柱形腔室,称为活塞。活塞将可燃流体吸入气缸,入口(阀门)关闭,活塞向上移动,导致腔体体积减小,压力增加数倍(通常为9到13倍)。根据热力学定律,活塞(由于发动机的作用)必须对流体做功以压缩它。压缩它可以提高燃烧温度、压力和效率。经过燃烧后,流体的温度和压力比刚才更高,因为它的化学性质不同,而且反应释放的能量被称为“燃烧热”。再加上下落活塞的惯性,排出的液体向下推活塞,对它做功。活塞上的功取决于瞬时压力和活塞位移的变化,但比活塞早先对流体的功大得多。 It is this net change in work that supplies torque to the crankshaft via the piston and ultimately, makes the car go.

马力-我们以前都听过。这是一个很大的营销特色。但是马力并不是性能的全部。远非如此。我的车只有可怜的175马力,可以打败其他200马力或更多马力的车。这是为什么呢?这是因为马力是另外两个东西的“乘积”,引擎速度和扭矩。它是“能量”的度量单位,单位时间的能量。由于发动机转速是基于你的汽车的传动装置,你可以要求在机械限制内几乎任何发动机转速。一个更快的引擎速度将产生一个更高的马力值为一个固定的扭矩。 The problem is, the torque isn’t fixed. Let’s get to that.

转矩-扭矩是发动机由于燃烧热和压力而产生的力。它是汽车动力的来源。你需要保持一个高水平的扭矩,整个RPM带,以实现高性能从您的汽车。这是票。一个很宽的扭力带会产生很大的马力,很大的功率。如果你要绘制扭矩与RPM(引擎转速)的图表,你会希望在图表下看到一个很大的区域。通过仔细的进气/排气调谐,你可以在高转速下获得扭矩峰值,这将产生一个高HP值,但如果扭矩曲线下的面积是可悲的,你的汽车将总是比另一辆更低的扭矩响应,报告一个较低的峰值惠普,所以不要认为你可以比赛和击败谁的汽车广告惠普比你少。

牵引-还记得你在学校是怎么学习摩擦的吗?这个不摩擦。摩擦力与两个表面之间的表面积完全无关。牵引不是。牵引力主要是橡胶和路面的固有特性(摩擦部分)以及几何形状和接触面积的结合。由于橡胶可以在地面的不完美处变形,它“抓住”了地面。在不更换橡胶的情况下,宽轮胎比窄轮胎更好,因为宽轮胎能抓住更多的路面。也就是说,它们有更大的“足迹”。牵引力非常重要,因为如果你花了2秒钟在起跑线上旋转轮胎,那么世界上所有的马力都将失去意义。橡胶温度也很重要,因为最佳温度允许更好的变形,抓地力和有时“粘性”。 Super hot isn’t exactly desirable either.

动力传动系统-这可以进一步细分。首先,你有前轮驱动(功率只到前轴),后轮驱动,全轮驱动和其他一些利基类型,我不会深入。一般来说,前向驱动可以提供更好的转向控制,RWD在合理的条件下可以提供更好的启动特性,而全轮驱动可以提供多种好处,但需要更复杂的操作,通常还会带来额外的传动系统损失。除此之外,你还可以有一个“开”差速器或“限滑”差速器。差速器允许两个轮子的动力,但允许它们以不同的速度旋转。限滑diff“尝试”不要让车轮转动速度不同,优势当你赛车在一条直线,但如果你把车,diff允许车轮会不同,一件好事,当你不想失去控制你的车在转弯。这些结构都影响着能量如何转移到地面,以及力在哪里施加在汽车上。在变速器中有几个齿轮(除非是无级变速器),每个齿轮都有一个齿轮比(相对于发动机的机械优势的比率)和齿轮长度(齿轮运行的转速范围)。你所追求的是让车轮在每一个档位上对路面产生最大的作用力。在一个给定的齿轮中,力会在接近齿轮末端时减弱。 You want to switch to the next gear only when the force exerted at the beginning of that next gear is higher than the force exerted in the current gear.

感应系统-你车上的一切都是为了“呼吸”新鲜空气。它包括油管,通常是一个空气箱,一个过滤器,一个节流体和节流板,一个进气歧管,流道,头部和阀门。传感器包括进气温度传感器,MAF传感器(见下),MAP传感器(下),节气门位置传感器,也许还有其他。诱导系统是一个相当大的限制你的气流,所以这是大多数人开始时,他们寻求提高性能。切断所有东西或使油管巨大是诱人的,但不管你信不信,你可以得到更好的性能,只要让它开着,用正确的几何和材料“调整”它。

排气系统-你车上所有与排气有关的东西。这包括集管(收集汽缸排气的管道),排气管道,一个或更多的催化转换器,可能是一个交叉和消声器或谐振器。传感器包括O2传感器和催化转换器传感器。同样,与感应系统一样,你可以切断一切以获得额外的HP,但你可以通过仔细控制“调谐管”效果的几何形状获得更多。事实上,一点背压可以增加扭矩。此外,当它发出声音时,排气是汽车最好的特征之一!

燃油系统-该系统由燃油泵、燃油滤清器、燃油导轨(携带燃油)、燃油压力调节器和燃油喷油器组成,控制燃油输送到气缸。任何动力加法器都需要考虑燃料系统。让我们把火花塞也放在这里,因为它们有点相关。火花塞有一个温度额定值,告诉你在操作过程中提示有多热。在相同排量的情况下,发动机产生的动力越大,火花塞的温度就越高,这可能会导致燃料提前点火,所以如果你打算增加更大的动力,那么就把火花塞调低。较冷的插头通常是铜的,而不是铂或铱,有一个较平的尖端表面。

气门机构-凸轮,摇杆,推杆,气门,气门弹簧和其他小部件组成气门机构。这就是控制空气/燃料进入和排气的小门的东西。凸轮,本质上是长轴上有凸叶,在特定的时间,根据凸叶的位置,推动这些阀门打开,根据凸叶的高度,以一定的速度,根据凸叶的曲率,推动阀门打开到一定的深度。凸轮的设计对空气/燃料和排气的流动特性以及性能有很大的影响。

误判率-空气/燃料比是发动机内空气和汽油的混合物。“完美”的化学混合物被称为“化学计量”或“化学计量”。汽油的比例是14.7:1。但这与其他燃料不同。汽车有传感器,通常试图保持这个比例,但它不是完美的。因此,基于过多的环境和性能标准,要做出小的修正,以尽可能地接近它。低于stoich的值是“rich”,意味着有比需要更多的燃料。高于stoich的值是“精益”,意味着燃料比需要的少。这三个条件都有其自身的重要性。

火花/时间提前-希望你明白火花塞会点燃引擎气缸里的气体。它是在一个精确的时刻这样做的,通过曲柄旋转相对于“上死点”的角度来测量的,上死点是活塞旋转的顶部。火花是在此点之前的度数测量的,因此,例如,23.7表示火花塞点火时,活塞是23.7度之前达到其在气缸中的最高位置。一般来说,时间越长(火花越早熄灭),汽缸压力越高,你就能从给定的燃料中获得更多的动力。虽然后面会解释,但情况并不总是如此。

定时表-通常有3个。一个“好”表,一个“坏”表和一个“平均最佳扭矩火花”表。当使用高辛烷值燃料时,好的是乐观的情况。当使用低辛烷值的燃料时坏的就会起作用或者有其他的问题会引起爆震。mts表是最大扭矩的目标值。所有的表格都是二维的。它们取决于x轴上的RPM和y轴上的气缸空气质量。它们不过是excel表格,表格的每个单元格包含一个火花推进角。趋势是火花一般会随着转速的增加而增加,随着气团的增加而减少。不过,这只是趋势,并不总是如此。 That’s because the engine does not perform at the same efficiency everywhere. The pattern can and does reverse itself in places where the engine operates better or worse.

爆震及爆震减速(KR)-爆震是当汽缸压力突然猛烈上升,试图使活塞向后运动时发生的事件。这个事件的范围可以从几乎无害到“我的引擎爆炸了”。原因有很多。混合物可能太稀了。火花可能太超前了。发动机温度可能过高。车上的负荷可能太高了。很多很多的原因。诊断敲门并非易事。与此同时,这辆车有一个内置的故障保护装置来保护你。 It’s called KR and it is a computer driven correction to your spark tables that removes timing (lowers the degrees) until the knock goes away. The knock itself is detected by a small piezoelectric microphone that analyzes the engine’s vibration. When it detects a knock pattern, it starts to trim timing until the knock goes away and then it slowly adds it back again, keeping the car in the safest condition possible, given the default values.

O2-氧气传感器和计算机监测排气管道中的氧气水平。它是一个分压器,返回一个低电压或高电压,分别指示氧气的过量或缺乏。这告诉计算机如何调整上面描述的AFR。这是一个闭环系统。换句话说,计算机尝试根据MAF(下)猜测混合物的一个好的值,并进行试验。氧气传感器根据氧气含量判断所选的混合物是富还是贫,并将数据反馈给计算机,从而调整未来的AFR以进行补偿,等等。

燃料修剪-燃料装饰有两种口味,长期和短期。一种是持久的,另一种是快速的,有点像过敏药。燃料修剪是一个数字表示多少计算机需要补偿给定的燃料混合物。例如,如果混合物非常丰富,你会看到一个很大的负数,比如-15。意思是“带走15单位的汽油……太多了!”首先,这将显示在短期修剪,然后你会看到长期修剪滞后和追赶,如果短期修剪保持在那里。因此,长期修剪从短期修剪“学习”,而计算机对此的记忆有限。由于空气的特性(例如冬季和夏季)等因素,调整是为了每天调整燃料表。同样值得注意的是,氧气传感器在设置微调方面也发挥了作用。

空气质量流量-你的汽车进气管道(空气箱所在的位置)包含一个MAF传感器,它可以检测任何时候进入汽车的空气质量。这是非常重要的,因为它告诉汽车要加多少汽油。它通常是以赫兹(Hz)为单位测量的,而且是非线性的……而且令人困惑。您必须找到一个转换表,将这些值转换成有意义的值,比如克/秒。

歧管绝对压力-一个“有点”多余的传感器,这仍然是相当重要的,它测量绝对(高于0)的空气在歧管,空气被分成每个汽缸。这类似于发动机负载,因为更大的压力通常意味着更高的油门和更多的加速度。

PE (Power Enrichment)模式——还记得误判率吗?保持在stoich对燃油经济性很好,但当你把它降到最低时,这个比例就不再好了。为什么?首先,发动机处于高负荷下,这使得它很热。热引擎不好。它们会导致燃料提前点火和爆震。为了解决这个问题,你需要冷却剂。多余的气体实际上是一种不错的冷却剂,因为它不能燃烧(因为缺氧),所以它只是额外的液体在室内吸收热量,保持温度较低。化学家会告诉你,除了stoich以外的任何东西产生的燃烧力都更小。当你把空气和燃料看成是变化的量时,这是正确的。 However in an engine, you don’t have less air and more fuel. You have the SAME air and more fuel. A little extra gas doesn’t lose you anything and in fact you get more power up until a point. Tweaking the ratio used in PE mode is key when you modify anything related to the engine or fuel system. The other thing is that flooring the car makes the RPMs shoot up. High engine speeds mean everything has to occur much faster. The atomization of fuel through the fuel injectors is somewhat inefficient and proper atomization becomes more of an issue when there’s less time for it to occur. Adding more gas in PE mode ensures an excess of gas droplet surface area exposed to the air so more of it will get ignited. This compensates for the inefficiency of running under load.

AE(加速度浓缩)-这是一个表格,命令额外的燃料,立即当你按下加速器。这一想法是为了迅速预测对天然气的更大需求。当你快速地(而不是缓慢地)加速时,进入引擎的气流会突然改变。这可能会导致短暂的倾斜状态,从而损坏发动机。AE表从加速器获取传感器数据,计算出你按下它的速度(而不是多少),并立即在短时间内添加额外的气体,以应对即将进入气缸的突然爆发的空气。

喷油器脉冲宽度-喷油器是开/关装置。它们有一个恒定的压力驱动它们,并在每个脉冲期间打开可变的时间,取决于需求。这也称为喷油器的占空比。当你开始改装你的汽车,你可能会增加发动机的容量,以吸收空气。例如,添加一个增压器就可以做到这一点。问题是,注入器的占空比只能达到100%,这意味着它总是开着(称为“静态运行”),在每次脉冲期间从不关闭。除此之外,你没有更多的汽油,你的引擎倾斜,你有一个昂贵的爆炸。你需要记住这一点,因为一些mod需要你得到更大的喷油器(可以流动更多的气体)和燃料压力调节器,这将提供更大的压力,这些更大的喷油器,使他们的流量达到最大潜力。

VE (容积效率-这很难解释。这是另一个二维表组成的歧管压力和RPM,类似于火花表。不过这一次,单元格值不是角度。它们是用小数表示的效率(1代表100%的效率)。想象一个圆柱体被切成两半。当活塞从上到下运动时,它扫出的空气的体积就是气缸的理论容量。对于大多数引擎来说,大多数时候,你无法获得空间所能容纳的所有空气因为引擎需要把空气吸进去这就产生了一点真空。因此,进入圆柱体的空气的体积比几何形状所暗示的略小。这产生的体积效率小于1。然而,有时,当你有一个调谐的感应/排气系统或强制感应系统(增压器等),更多的空气将进入汽缸比它应该保持,你得到一个VE大于1。 This table is used as a sanity check, especially when the car is under high load, so that the computer knows how to adjust fuel and spark values to respond to anticipated cylinder pressures.

开/闭环-如前所述,由于涉及O2传感器的反馈回路,赛车通常在stoich上运行。这被称为闭环模式。因为当你用尽引擎时,事情发生得非常快,所以很难保持闭环,所以计算机会关闭闭环,更多地依赖查找表和敲打传感器。这叫做开环。开启PE模式时也会触发开环。当你调整你的车,你可以选择何时发生这种情况,通常作为一个功能的油门响应(即。踏板的位置是被完全踩在地板上的百分比)

转矩管理-我讨厌这些垃圾。它是一套计算机算法,可以检测你是否给传动系统施加了过大压力。主要是为了保护传输…这很好,别误会我。这是能提高车辆耐久性的东西之一,也就是说,你通常可以在短期内降低或移除它而不会造成损坏。在搞这个之前,我强烈建议检查一下你的硬件的所有规格,以确保你的车可以处理它。扭矩管理的作用是增加燃料和火花设置,当车辆认为动力太多时,故意剥夺车辆的动力。

扭矩管理的应用

传输时间转变这是自动变速器从一个档位换到另一个档位所需要的命令时间。这只是一个命令,变速器本身会尝试服从,但如果车上负荷太大,可能就无法做到。请看下面的解释。

传播转移压力-如果你的车是自动变速器,换档是通过液压油在不同的通道上移动,导致带、板和离合器啮合/脱离。流体压力控制着这些事件的攻击性。当发动机扭矩高时,提高压力可以防止变速器打滑。当你为你的车增加更多的动力或开始减少换挡时间时,这变得越来越可取,因为它可以让变速器更好地“咬”到下一个档位。

传输滑-无论你用的是自动变速器还是手动变速器,都有摩擦部件使换挡发生。这些被称为离合器(汽车中的带和离合器)。当你试图换挡时,离合器以不同的速度相互挤压,并试图通过摩擦制动达到相同的速度。如果离合器的功率与汽车的功率不匹配,或者它们磨损了,它们就会打滑。所有离合器都会打滑,但我们说的是过度打滑。过度打滑会导致缓慢的、呜呜作响的换挡,并在变速箱油中产生热量和碎屑。这会磨损变速器,使汽车跑得很糟糕,并可能导致故障。确保你有正确的传动元件的工作。

废气再循环-这是你们排放系统的一部分。它通过降低汽缸温度来减少氮氧化物的产生。它的工作原理是将废气再次注入发动机。哈. .呵呵…哈哈。我在赛道上把它关掉,因为我不想让废气再次进入我的引擎。老实说,它对性能没有很大的影响,因为当你踩下油门时,它会自动关闭。然而,我仍然认为响应时间就是一切,所以我关掉了它。

变矩器-这类似于内部的涡轮,通过将一组叶片中的粘性流体泵到附近的一组叶片,将动力从发动机传递到变速器。流体的粘性传递了叶片之间的剪切力,并使输出端响应输入扭矩而移动。这样,在没有任何物理接触的情况下,就可以获得扭矩传递。这就是为什么汽车的手感如此光滑。大多数包含离合器,尽管可以锁定产生机械联轴器。

变矩器离合器-在自动变速器中,这个东西去掉了自动变速器的流体耦合,并将输入和输出锁在一起,本质上使它的行为像手动变速器。它只发生在你以稳定的速度巡航时,它提高了燃油经济性。这一点很重要,因为当你在巡航时(它是锁定的),你突然踩下油门,电脑必须告诉离合器开锁,因为离合器无法承受那么大的压力。这个过程很慢,可能需要一秒钟。在这段时间里,汽车陷入泥沼,然后突然启动。如果你想在高速公路上超过某人,你就会明白我的意思。对于性能应用,最好将液力变矩器调到关闭状态。这消除了任何泥沼效应,但你的里程数将减少,所以当你在回家的路上再次改变表。如果你想冒着损坏你的车的风险,你可以智能地启用它在全油门,在一个档位的结束,以扩大该档位的范围,一些额外的扭矩在顶端,但我不推荐它。

知道-大开油门。这意味着踏板是100%放下来的。当检测到这一点时,汽车的电脑就会发生一些特殊的变化。

脉码调制-动力系统控制模块。它也有一些其他的名字,但它基本上是一个厚实、沉重、肮脏的金属盒子,里面装着80年代的电脑处理器。它很粗糙,但很可靠。它包含一些有限的内存,并运行512 Kb的文件,其中包含操作汽车所需的整个操作系统,以及包含所有可修改的表和设置的用户块。它会生成你所有的故障代码,与你所有的动力系统传感器连接,如果你在编程时不知道自己在做什么,它还能变成一个镇纸。OBDII端口通常是在驾驶侧的方向盘柱下的某处。这个端口允许PCM和计算机(串行/USB/蓝牙)之间的读写功能,只要你购买适当的接口模块。

玩得开心

嗯,我们确实涉及了很多材料。请继续关注并记住,我不能保证以上材料100%的准确性,我对你所做的任何事情都不负责,无论是你自己的想法还是受到这篇文章的影响。小心,玩得开心:)

就作者所知,这篇文章是准确而真实的。内容仅用于信息或娱乐目的,不替代个人咨询或商业、金融、法律或技术问题的专业意见。

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