但買 Golf R 後,看到車友改到 500~600 HP 跑了幾萬 km,分解引擎檢查零件的磨耗都沒事,
而且也有人的 Tiguan 改到二階跑了 20多萬km都沒事,這不經讓我開始相信如果改裝得夠仔細,其實耐用度並不會下降太多.
而且觀察一些性能更好的車,不難發現,越好的性能,通常是用更高價的零件,或是縮減零件的使用壽命所換來.
因此,只要改裝後零件的壽命不是大量下降,其實代價差不多.
那應該再反問一個問題: 為什麼原廠不直接用改裝後的馬力販售?
這點,查了國外不少文章,最後的結論是:
1. 歐洲可能會跨國行駛,因此車輛的設定需要能通用不同國家的油.而不會有引擎爆震造成引擎損壞或短壽.
以 Golf 7R 來說,最低要求是用 95 無鉛,但如果願意只用 98無鉛汽油,那麼引擎還有部分的上調空間
2. 原廠通常會保留一定程度的性能供改款時,性能微調,每次改款都重新開一具引擎的成本太高
3. 原廠廠省油的考量並不是對最佳馬力做調整
4. 原廠需要對車輛保固,安全係數抓比較高
其實我也都只用98無鉛,從這樣看來,我沒有改引擎似乎很可惜.
而在預算有限的狀況下,我並不想換掉原廠尚未損壞的硬體
所以綜合以上,我對於我改 ECU 一階,訂了以下的目標
1. 使用台灣98無鉛,在各種氣候下,不能有爆震
2. 最大扭力不可超過變速箱,四輪傳動系統的設計上限
3. 油耗順順開要跟於原廠接近
4. 渦輪增壓值的設定不能造成渦輪壽命過短
基於以上的目標,我開始調查,那家改裝品牌可以滿足我的需求,而且由於改裝廠對於壽命是沒有保固的,
所以最好要有實際更改的車主的高里程使用經驗.
在評估了 MTM, APR, Revo,UNITRONIC, JB4(外插電腦), CPA等品牌後,最後我選擇了 Revo
要逐一說明各廠牌的優缺點篇幅太長,我直接說我選 Revo 的原因
1. Stage 1 國外已有車主使用 8~10萬km沒問題,國內的車友使用經驗上也沒看到問題,但我仍擔心的是 英國的 Revo 沒有針對台灣的氣候與汽油調整到最佳狀態,
因為畢竟台灣的改裝市場絕對沒有歐美這麼大...當然,官網上都會說,這程式是針對全世界各國都有測試過了.
且 Revo stage1 程式,有 97, 98 無鉛汽油的版本可以選擇,我可以更保守的選擇97汽油版
2. Revo 對於進氣溫度,排氣溫度,油溫等都有監控,過高溫時會降低引擎輸出保護引擎....這功能我還真只有看到這家有,但我也無法確定其他家是沒寫出來還是真的沒有
3. 網站上有提到,引擎的動力設定是考量 DSG變速箱的耐用度,與日常生活的易開性,而非一味的追求高馬力,高輸出
為了確定這點,我查了國外不少論壇,得到的結論是 DSG DQ250 不打滑的扭力上限大約在 50 kg-m,例如改 JB4 扭力就是 50 kg-m 左右,就會有一部分的車發生離合器打滑,電腦亮燈,
尤其是 DSG 油溫過低或是 1檔升 2 檔時, 而 Revo stage 1 扭力約 45~46kg-m, 所以比較不會有問題
Revo 也提到順順開時,油耗跟原廠差不多(後來我分析,推測主因是順順開時,空燃比的設定接近原廠)
4.原廠 IS38 渦輪,在國內外,都有不少渦輪斷軸的案例,調查到後來的結論是,渦輪增壓值不適合高於 1.6 Bar, 高於此值斷軸風險就高,這原因是來自 IS38 原廠的特殊設計所造成,
文後再來討論.
5. ECU 改裝經銷商不要離我住的地方太遠
另外,也看到一些 扭力改裝比較高的車,使用一段時間後,四輪傳動系統壞掉,不過, 這些案例也是引擎扭力到 50 kg-m 左右才會發生
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以上的評估與調查其實花了我相當多的時間爬文與收集車友經驗,最後我決定寫 Revo ECU stage 1 97無鉛汽油的程式,我選擇 97無鉛汽油程式,但用台灣的 98無鉛汽油,主要是希望如果台灣油質比較差,
這樣可以避免引擎爆震.
而我實際詢問 Revo 經銷商, 97 汽油程式主要的差異是 4 檔的高轉速區,點火正時提前的角度比較少,目的是避免爆震.
改完後的第一個感覺是,2000~3000 rpm 的扭力明顯高於原廠設定,讓人覺得市區變好開,全油門到超過 3000 rpm 後的貼背感明顯增加,但接下來才是大量的驗證與確認動作的開始.
由於我不想花錢去拉馬力,所以主要是用 VCDS 抓資料來確認車況, VCDS 除了開一些隱藏功能外,是一個強大的量測監控軟體.
它可以每秒最快紀錄 30 個數據,所以對於瞬間發生的問題可以被觀察記錄下來,相對很多改裝車主所裝的監控儀表,
VCDS 強大太多,只是它用起來比較麻煩,需要有 windows 的作業系統的電腦, 最近它也有出手機板的,只是 WIFI版的 VDCS 診斷頭又貴上不少,我實在花不下去
後續的資料主要都是靠 VCDS 取得後,再用 Excell 作圖,方便閱讀
1. 確認渦輪增壓值:
VCDS讀到的壓力是實際壓力,所以會比一般的渦輪表多出 1 Bar, 這 1 Bar 是大氣壓力,此圖減 1 Bar就是一般渦輪表的讀值
這兩條曲線一條是 ECU 電腦要求值(標準值),一條是實際值, 兩者接近比較好,可以看到最大值在 1.6 Bar..符合預期.
如果程式撰寫出差錯,就會看到此要求值(標準值)錯誤
引擎低轉速的增壓值有點跟不上電腦需求值,原因未知
2. 升檔瞬間的 turbo 瞬壓大約是 2.8 Bar
原廠的增壓值我抓起來是 1.2~1.3 Bar 之間,那時還沒這麼會抓資料, 1.3Bar 可能是原廠的瞬壓,
如果原廠持壓 1.2 Bar, 這樣改到 1.6 Bar 增加了 33.3%, 以理想氣體方程式 PV=nRT 粗估,先不考慮溫度變易,壓力增加 33.3%, 空氣分子 n 要增加33%,
渦輪如果原本最高轉速是 10萬轉,改裝後的轉速就是 13.3萬轉...
轉速越高磨耗越高,而且是非線性的劇烈增加,渦輪的壽命或許減少 50%,原廠渦輪我聽到大約有 40萬公里的壽命,這樣算改裝完應該還有20萬公里的壽命,
以往我的車大約12年開 13萬公里,所以壽命應該夠用
而我直接問改裝廠,他們是說說使用 VW 504.00 規範的機油, 5000km 更換,渦輪壽命應該有 20萬公里以上,
這樣跟我的估算似乎很接近
只是改裝程式也降低了引擎的油溫控制,大約比原廠低 5 度,大約在 96~105 度之間,這可能也增加了機油的油膜厚度,對於渦輪壽命的延長可能也有幫助,我原本選用的 VW504.00 5W30 機油 HTHS 是 3.7(原廠規範是 >3.5 皆可),我發現 Benz AMG A45 的用油需求是 5W40 MB229.5,
(我在國外論壇查到:From the MB specification website - A45 M133 engine can use MB 229.5, MB 229.51, MB 229.52 spec oil.However it *must* be SAE 0W-40 or SAE 5W-40. e.g. Mobil 1 New Life. Interestingly, the Mobil website also recommends that oil for the highly-stressed Citroen 2CV6 engine ;-)
For those with M270 petrol engines (A180, A200, A250), use MB 229.3, MB 229.5, MB 229.51, MB 229.52 spec. oil. It does not have to be SAE 0W-40 / SAE 5W-40. )
一般而言 5W40 的 HTHS 都明顯高於 5W30, Benz 似乎對於性能較高的 A45 的潤滑要求定得比一般 A class 還高.
定性上 HTHS vs 引擎磨耗與油耗的關係如下圖:
近年由於環保意識抬頭,為了省油需要選用較低的 HTHS, 車廠則需要針對這樣的需求對於比較容易磨損的部位,如曲軸波斯,設計上需要強化,才能用較低 HTHS 的油, 以原廠未改來說, VW540.00 的規範是 HTHS 需要 >3.5, 而改裝引擎後,就需要根據改裝程度調整,其實改到 500~600HP 的 Golf R 甚至是用 20W50 這種很濃的油來保護引擎
因此我考慮改用的 5W40 油品, HTHS 提升到 4.3, 這會比目前原廠規範的 HTHS >3.5 高出不少,理論上會比較耗油,但對引擎的磨耗會更少,希望藉此將渦輪的壽命拉高到 30萬公里以上,
而選擇 HTHS 這麼高的機油,就沒有 VW 504 認證油了,我改為選 Benz 長壽油的認證規範 MB229.51 的油,以確保油泥的生成,避免觸媒毒化還有達到基本的要求.
當然,考量高增壓的渦輪引擎, 機油蒸氣造成進氣系統積碳的風險比較高,可以的話盡量選 NOACK Evaporation Loss,1hr @ 482°F (250°C), % 這項參數低的機油會比較好.
(Golf 7R 是雙噴射引擎, 進氣閥積碳的問題,看國外實拆的狀況,已經比前幾代的引擎改善很多)
以前我的老 2.0T 直噴引擎跑 13萬的進氣閥積碳是這樣:
看到這樣實在很不舒服,所以除了原廠設計改善外,我定期用紅線汽油精,同時選用蒸發率低的機油
基於這些考量,我最後也找到了我認為價格可接受,又吻合前述要求的機油
等變更後,尚須確認機油溫度是否有保持在 90~118度的理想工作油溫範圍...
增壓值過高造成渦輪斷軸的狀況,這點我國外找到的資料是:
作者改了超過80台的 Golf R,其中約有4台渦輪損壞,約是 1/20的損壞率,最近一次壞渦輪，是才打1.5 bar,在馬力機上所有數據都很好，但下一刻就壞了.
IS38 渦輪在進氣壓縮葉輪與渦輪座之間採用「零空隙,無淨空區」的設計，因此在進氣葉片外圍有一圈鐵氟龍內襯，這樣設計的好處是渦輪性能好，且效率高，但渦輪進氣葉輪在正常運轉下，就會跟鐵氟龍接觸
有問題批號的渦輪是沒有平衡做好造成的，一堆壞掉的渦輪拆開檢查，只有發現沒有平衡好，而且平衡性超出正常容許值很多，這使得壓縮葉片運轉因晃動而撞到鐵氟龍內襯，甚至會使固定葉片的螺絲鬆脫，雖然這顆渦輪軸心夠粗夠強撞，但也受不了轉速從10萬rpm 瞬間降到0轉，所以軸心會斷掉。
2014早年的車最多這問題，2016也有，2015的車最沒問題，作者的車是 2015 的,即使開發 ECU 時,打 2 Bar 都沒問題, GTI IS20的渦輪雖然軸心細很多，弱很多，但因為平衡良好，所以沒這問題
我們建議改裝ECU 前花大約3~4天先檢查渦輪的壓縮葉片與鐵氟龍內襯的空隙是否正常? 平衡性是否良好? 這大約花費1.25萬，相對而言不算貴。
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國內改裝廠拆解斷軸的 IS38 渦輪,確實可以看到前文提到的鐵氟龍襯墊, 有一說是如果要打高增壓,把這襯墊移除可以避免斷軸,
但我認為也因此降低的增壓的效率,渦輪需要轉更快才能有相同的增壓值,這樣又縮短的軸心的使用壽命,所以我還是覺得渦輪平衡做好, 增壓不要打太高比較實用.
這照片是汐止 CPA誠品汽車 psot 在 Facebook 的影片我所截圖下來的:
OK 的渦輪
NG 的渦輪
3. 空燃比確認:
原廠 7R 其他車的資料:
我改 Revo 1 階後的資料:
這兩張資料可以看出全油門狀況下原廠的油氣設定比較稀,所以全油門行駛時,原廠設定比較省油,而原廠空燃的設定 5800 rpm 以下大多是高於 14,這很接近理想的 14.7, 所以會比較省油, 改裝後, 3500 rpm 以上,空燃就降到 12 了,油氣較濃有一部分的原因是為了降低排溫,避免溫度過高造成引擎爆震甚至熔缸.
從這邊可以得知,想要省油的航巡,引擎轉速控制在 3200 rpm以下,減少大腳油門,空燃比會比較高, 就會比較省油,
而我實際測試,高速公路錶速 124km/hr 順順開大約有 12km/L 的油耗,跟原廠 ECU很接近.
當然,如果常常大腳超車,讓引擎轉速攀升到 5000~5500 rpm,150 km 左右的里程,大約 10多次,這樣油耗就會降到 10km/L 左右.
4. 排氣溫度
原廠:
Revo ECU 一階:
排溫過高也是對引擎不好,所以檢查了排溫,只是 Audi S4,RS4 我很確定有排溫 sensor, 但 7R 我找不到實際的 排溫 sensor, 所以這個數據有可能是電腦演算出來的,單就數據來看,改裝後反而比較低,
我不確定是否是空燃比油氣設定比較濃所造成,而觀察排氣頭段,並沒有明顯比原廠設定下的還黑(高溫造成的),所以目前我判斷是還 OK
5. 引擎爆震狀況:
引擎的爆震,通常發生於低轉速,高負荷高溫下, 現代的引擎為了效率,通常會將點火角盡量提前到會爆震的臨界值,所以預設的點火角,會根據油門開度,引擎轉速,溫度而有不同的設定,而當爆震感知器偵測到爆震感知電壓偏高時,就會減少點火角的提前角度,來避免爆震發生,此時會用退減火角來表示比原本設定退幾度? 根據國外論壇的討論,退點火角 -8 度以內算可接受, 國內比較嚴謹的改裝廠是避免 -6度以上,
前面提到,97 汽油版的的點火角設定在高轉速時,提前度會減少,由此推測,用 4 檔測是退點火的狀況應該是最嚴苛,但 4 檔到斷油的時速其實已經很高,
安全考量下,我主要是用3檔做引擎全速域的分析, 4 檔僅少數測過幾次, 基本上,幾乎退點火角是 0度, 很少數的狀況會發生 -2~-3度.
但其實我還是一直希望可以做到不論何時,4個汽缸退點火角都是0度,這樣最保險..
所以後來,我是每次長途旅遊,就用 VCDS記錄所有的退點火角數據, 記錄一段時間後,會發現,第3缸通常最容易發生退點火,國外爬文,得知可能的原因是第3 缸的散熱比較差,所以有此現象,因此後來我就以觀察第3缸為主,藉此減少 VCDS 監控的項目,以便把偵測速度提高到每 0.17 秒紀錄一個數據,每次長途旅行後,把全油門下的退點火資料取出來分析,每 0.17 秒一個數據,它可能是0 也可能是 -2,普遍可以有 100~500 筆可分析的數據,計算每個退點火角的發生機率,
一般取得的資料像這樣:
預設點火角的設定,我原本認為應該隨溫度不同,但目前我測試看不出來,等冬天寒流來時,我再測看看
同時比較中油與台塑 98無鉛汽油的表如下:
中油 98 測試退點火率明顯比較低,不退點火率約 84.57%, 退點發生溫度 33.62 度,這天是小雨或雨剛停時測試,最多退-3 度
前一晚台塑東山服務區的 98 不退點火率 64.53%, 退點發生溫度 36.09 度,為雨剛停不久的夜晚,最多退 -5.25度,台中文心路的中油應該是生意很好的站,後續繼續測試,
以都是台塑東山服務區的 98 來說,進氣溫度 36 vs 44.2 度,退點火的機率差不多在 36% 附近
6. 引擎馬力與扭力 VCDS量測值
VCDS 量測扭力, 馬力我用公式從扭力與引擎轉速可以計算出來:
Revo 所公布的資料,其實我滿意外的,兩者很接近
7. 火星塞燃燒狀況:
火星塞的判讀,最關鍵的有四個重點,由於篇幅很長了,我懶得在打字了,
有興趣的人可以讀這篇:
http://www.crankshaftcoalition.com/wiki/Reading_spark_plugs
這篇是我看過寫得最詳細的,從這篇可以得知如何辦斷火星塞熱值是否合適? 以及空燃比試過濃還是過稀?
改 Revo 一階後, 可以看到用原廠的火星塞溫度會過高, 這將造成爆震的風險,與造成電極耗損偏快的問題,
所以我改用 AUDI RS7 的原廠火星塞, 它冷一級, 目前觀察燃燒狀況,基本上吻合上文的最佳熱值.
這個我火星塞的尾部凹孔,也比較符合原廠高壓線圈的設計,原廠設計給 RS7 使用約有 4.8萬km的壽命,我希望改 ECU 一階的 Golf R 也能有接近5萬公里的使用壽命
8. DSG 變速箱因應 ECU 一階改裝的操作方式
這個內容也滿長的,有興趣的人請看連結:
https://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=609&t=5440252&p=1
以上差不多就是這半年多來改 ECU一階,為了瞭解其設定夠安全,用 VCDS 分析引擎狀況的心得,
總結來說,使用台塑的 98無鉛汽油,退點火的狀況剛好及格, 而用中油的 98無鉛就相當安全了.
目前改裝 ECU 我覺得很缺乏上述的分析資料,所以很難判斷各家改裝廠的安全性,耗油狀況等,
有時為了安全性,可以刻意用較濃的空燃比,這樣相對安全,但積碳,與油耗表現會比較差,
用較稀的空燃設定,比較省油,但扭力表現會比較差, 只是單看最大扭力與馬力可能兩者一樣,
實測加速成績時,就會看到省油設定跑比較慢, 而點火角設定過於激進,常常退點火,性能下降不說,
引擎壞掉的風險也比較高,與其設定到會退點火,還不如剛好設定到不會退點火的角度, 性能表現幾乎一樣,又不會傷害引擎.
這些是目前在選擇那家廠改裝引擎很難事先得知的資料,除了問已經改的人,似乎也沒什麼辦法取得.
而能夠提供以上實際量測結果的又更是少數..我連在國外論壇都找不到.
賭運氣的成分其實不少
