在《引擎管理》這個系列中，我們會針對國內玩家常遇到的一些問題和盲區進行講解，旨在讓大家瞭解ECU程式是如何控制引擎工作的，以及在改變了引擎的硬體後應該對ECU程式進行什麼樣的修改。
學好知識，科學改裝是保證車輛壽命和獲得改裝樂趣的必由之路。
希望大家能夠更懂車，誰也不想每天住在修理廠。
引擎管理是個非常複雜的問題，無法通過幾篇文章徹底說明白。
所以系列文中的內容比較多，但都不太深入，如果有什麼想表達的觀點，歡迎在文末留言，我們一起討論。
Author / 蟹爪朝天
首先是一些比較重要的概念。
壓縮比
Compression
控制其它變數，只說壓縮比的話，更高一些的壓縮比可以在很大的轉速範圍內都帶來更大的扭矩（馬力）、更低的油耗、更好的排放。
在燃油、散熱等方面足夠好的前提下適度提升一些壓縮比可以讓自吸引擎的效能有較大的提升。
對於增壓引擎來說，在提升了增壓值後，可能需要適當降低一些壓縮比以抑制爆震。
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空燃比
AFR
根據化學計算，14。7：1的空燃比可以讓油氣都充分用盡，既不產生很多汙染物，也不浪費很多進氣量，油耗也處於較低位。
所以在低負載的閉環工況（Closed Loop）下，目標空燃比會設定在14。7：1左右。但在中高負載時，考慮到馬力、缸溫、爆震等因素，會使用偏濃一些的空燃比。
為了更方便的比較兩個空燃比相差多少，有時大家會用Lambda（過量空氣係數）表示空燃比。Lambda=1。0，即為14。7：1；Lambda=0。9，即為13。23：1。
如曲線所示，當Lambda在0。85-0。90左右時，引擎馬力處於最高點附近。
不考慮爆震控制等因素，從理論來說，自吸引擎的最大馬力在Lambda=0。87（AFR=12。7889：1）左右獲得，渦輪引擎的最大馬力在Lambda=0。82（AFR =12。054：1）左右獲得。
如果想要追求極致省油的話，在爆震可控的前提下，最優Lambda大概是1。05（AFR=15。435）左右，但此時廢氣中的氮氧化物含量會較高。
均勻噴油
Homogeneous distribution
缸內不同部位的空燃比基本一致。一般來說，在噴油比較稀的工況下，設計師更傾向於使用這種比較均勻的噴射方式。
分層噴油
Stratified-charge concept
分層噴油也可以叫分層燃燒，基於缸內直噴結構。其目的主要是為了進一步降低油耗。透過活塞頂、進氣道、氣門的形狀、氣流速度和噴油脈衝等方式，控制進、排氣流的流徑。
最終在火花塞附近製造出接近Lambda=1。0的混合氣雲，以利於點火。在其它位置上製造出較稀的噴油（Lambda整體來說，這一缸混合氣的平均濃度較低，進而達到省油目的。
雖然更省油了，但分層噴油的方式對燃油品質和抗爆性的要求更高。在燃油不夠好的情況下極易出現爆震等嚴重問題。
火焰鋒面傳播
flame propagation
在火花塞點火成功之後，火焰鋒面在缸內穩定傳播的條件是Lambda在0。75-1。30之間。過濃或過稀的區域性空燃比都會導致火焰提前結束，缸內殘留未經燃燒的混合氣。
火焰鋒面的前進速度主要受已燃空間內氣壓的影響。所以在剛點火後的一段時間內，火焰鋒面的前進速度逐漸增加，在混合氣接近燒完之前逐漸減速。通常來說，火焰鋒面傳播速度處於15m/s-25m/s之間。
隨著轉速的上升，留給燃燒衝程的整體時間越來越短。所以，這個傳播速度，是缸徑衝程比和單缸容積設計時的重要因素，也是設計火花塞電極位置時的重要因素。
有些引擎如果在ECU中提高極限轉速的話，容易在高轉速時排溫過高或放炮的原因，很可能是因為在排氣門開啟後，混合氣還沒有燒盡，部分火焰進入了排氣歧管，甚至是進氣歧管。
當Lambda在0。8-0。9之間時，火焰鋒面的傳播速度會較快。所以在高轉速工況下，如果其它引數允許，可以將噴油儘量設定在這個值上。
缸內充氣
Cylinder charge
自吸引擎的氣路如圖。除了經過節氣門進入歧管的新鮮空氣（7）外，可能還有經過廢氣再迴圈系統進入歧管的的高溫廢氣（4）和經過蒸發系統進入歧管的燃油蒸汽（1）。
相對充氣率（Relative Air Charge）表示的是實際充入缸內的氣量和標準大氣條件（1013hPa，0°C）下缸內最大氣量的比例。
相對噴油量（Relative Fuel Quantity）表示的是在相對充氣率為1時，相應的噴油量。對於歧管噴射引擎來說，缸內進氣量和進油量並不獨立，引擎扭矩（負載）和進氣量基本上是正比例。
所以進氣門開啟時，歧管內的氣壓在正常範圍內稍微高一些更合適。一方面是為了利用諧振，讓儘量多的油氣進入缸內。另一方面也可以讓油氣混合的更均勻一些，讓進入每個缸的油氣也就會更平均一些。
對於缸內直噴（可以分層噴油）引擎來說，扭矩（負載）主要由噴油量影響。
進氣量和噴油量相對更獨立更靈活一些，對歧管和進氣流徑的設計要求也稍微低一些。噴油量的控制和提高都比較方便靈活，所以對於缸內直噴引擎來說，提升充氣量仍然是提升扭矩的重點。
殘餘廢氣
Residual Gas
點火前，缸內氣體是由新吸入的氣體和上一次做功後的殘餘氣體組成的。
新氣含氧、低溫，產生動力。廢氣無氧、高溫，阻礙動力。所以缸內換氣的首要任務是讓新氣所佔的比例（質量）儘量高，也就是儘量多的把廢氣排出缸外。
廢氣，有殘留在缸內的廢氣，有透過廢氣再迴圈系統重新進入缸內的廢氣，也有因為氣門重疊角的原因繼續存在於缸內的廢氣。廢氣中幾乎不再含氧了，其高溫還會導致機油過熱、活塞頂過熱、爆震等嚴重問題。
廢氣在迴圈系統的存在主要是排放原因。較大的氣門重疊角雖然會帶來廢氣問題，但總體來說，還是可以在高轉速下提高換氣效率的，在高轉速工況下利大於弊。
對於均勻噴油的引擎來說，提高節氣門開度可以讓減少節氣門附近的進氣流阻力（主要是壓差阻力、干擾阻力），讓歧管內的氣壓更高更穩定些，利於缸內進氣和減少氣門重疊角帶來了廢氣返回問題。
所以在很多ECU標定中，設計師都傾向於讓節氣門開度儘量大一些。因此，節氣門和引擎負載的對應關係並不是非常線性的，用節氣門開度判斷引擎負載的方式並不十分妥當。
掃氣。
由於氣門重疊角（進、排氣門在一段時間內同時處於開啟狀態）的存在，部分廢氣會憑藉自身的高壓和活塞上行的推動，返回進氣道中，並隨著下一次吸氣再次進入缸內。
如果此時進氣管路內的壓力波峰正好位於進氣門附近，則可以較好的控制廢氣的返回，並在排氣門還沒有完全關閉前，將部分缸內廢氣吹出排氣門。
在高轉速下，可用於進氣的時段很短，儘早開啟進氣門也可以讓進氣量儘量大一些。
影響換氣效果的因素，除了節氣門開度、氣門重疊角外，還有活塞速度、氣門正時、氣門升程、氣門尺寸、氣門形狀、氣道設計等很多因素。後續文章中會有非常詳細的介紹。
容積效率
Volumetric Efficiency
向缸內充入且留存住了多少（質量）新氣。在當前條件（溫度、壓力、轉速等）下理論上最多能向缸內充入並留存多少（質量）新氣。這兩個質量之間的比值為容積效率VE。
也就是說，缸內的容積（不是通常所說的“排量”）是不是被充分利用了。
VE的高低取決於是否增壓，也取決於缸蓋、氣門、燃燒室等部件的設計和正時、節氣門的標定。自吸引擎最大的VE一般在0。6-0。9之間。
還有個類似的概念：空氣（新氣）消耗率。
從進氣門進入的氣量中，有多少留存在了缸內。在氣門重疊角加大時，留存在缸內的新氣比例會減少。從泵氣損失上說，從空濾開始，費力吸入的新氣應該儘量多的留存在缸內。從控制溫度和掃氣上說，適度“浪費”一些新氣會帶來更好的效果。
增壓
Charging
均勻噴油狀態下，扭矩主要由進氣量影響。為了提升扭矩，比較好的方式是提高進氣歧管內的壓力。經過增壓，VE是可以大於1。0的。對於自吸引擎來說，這種增壓效果也是存在的。
透過設計管理形狀、長度和穩壓腔容積等方式，可以讓引擎在某一特定轉速值附近獲得較好的增壓效果。所以市場上才有了專門為賽道開發的進氣歧管和原廠的可變歧管技術。
