2015
22/06
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# Tech Guides : ITB 系統詳述 – RHDengineering ITB kit 與其他 ITB 的差異

Category:RHD Engineering / by NickFreeWill

Tech Guides : ITB 系統詳述 – RHDengineering ITB kit 與其他 ITB 的差異 | TE Motorsport by TAG Engineering Group.

首先,說到改裝多喉直噴。多數人都會對於是否要使用外掛 ECU 有所疑問。

由於 ITB 系統的結構和原廠引擎進氣系統的結構有所落差,而且換裝 ITB 系統的車主無非是希望能夠發揮引擎最極致的潛力。因此不少改裝 ITB 系統的車輛都會使用外掛電腦來進一步的對引擎輸出進行調整。

但是外掛 ECU 是否必要?不使用獨立 ECU 是否會影響 ITB 系統的性能? 其實這並沒有標準答案。是否使用外掛 ECU 端看改裝者的需求以及引擎改裝的幅度。

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  • 外掛 ECU 或是改裝全取代電腦的優點:

目前市場上的外掛 ECU (撇除內建罐頭編程的簡易 ECU) 多半擁有相當完整的功能,除了軟體的調整,如供油曲線、斷油轉速、汽門開啟角度、點火控制,甚至彈射起步等等許多引擎控制的設定之外,硬體上也能夠擴充更多的 Sensor 來幫助 ECU 獲得更多的引擎或車輛周邊資訊來進行更細部、更複雜的引擎設定。

在換裝 ITB 之後,由於結構設計上的不同,多數改裝者通常會選擇將原廠的流量計以及含氧感知器廢除,以外掛 ECU 配合加裝大氣壓力感知器以後,來進行供油、空燃比等等的修正,藉此發揮引擎最佳的效能。競技車輛更能夠仰賴 ECU 以及各種 Sensor 提供的大量數據來進行車輛調整。

因此無論改裝 ITB 與否,外掛 ECU 本身就存在著許多原廠 ECU 沒有的優勢,而外掛 ECU 絕對是發揮引擎極致性能的一個重要步驟。

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缺點呢?不外乎就是改裝的複雜程度、高昂的價錢以及技術門檻,尤其是部分全取代型的 ECU 更需要大量的 sensor 來提供數據給 ECU 進行運算。

此外,改裝後的編程不僅需要專業人員來調整、也需要時間進行溝通以獲得最佳的效果。這些都是一般道路用車的車主對於獨立 ECU 卻步的主要原因。

汽車製造商雖然在調校引擎的時候,必須向燃油經濟性以及耐用度進行妥協。不過原廠電腦的優點在於擁有大量儀器、數據以及測試資料與經驗的原廠針對”原廠引擎”所進行的調整結果是最平衡也相對完美的設定。

這也是 RHD 針對原廠引擎開發ITB套件的原因,畢竟一般街車對引擎進行大幅度改裝的車主並不在多數。


Tech Guides : ITB 系統詳述 – RHDengineering ITB kit 與其他 ITB 的差異 | TE Motorsport by TAG Engineering Group. 不過這也讓許多對 ITB 系統較為陌生的消費者產生疑惑… RHD 為什麼可以沿用原廠電腦、流量計等等周邊?

其實這並不複雜, 因為 RHD 已原廠的進氣系統為設計原形,並且透過流體模擬加以改良以及盡可能的優化近氣效率,也盡可能地貼近原廠岐管的長度以及口徑設計,在提升進氣效率之外,依然能夠在原廠 ECU 的供油修正範圍內完善運作。

主要是因為其實在 E36 這年代甚至是更早時期原廠設計的動力多半是靠硬體限制,並非像新車一般靠無數個 CANbus 模組在封印引擎的性能,這些年份較舊沒有過多電子系統干涉的車款上,對此改裝與其說提昇,不如說是解放了這些原廠硬體的封印,並且讓他可以在可接受的工作範圍內穩定的工作,而改裝套件在澳洲當地經過實際測試空燃比與原廠設定相差無異,這就表示無論是進氣還是供油點火等等,都可以完整的在原廠 ECU 下正常工作 (M44, M50, S50US)。

此外 RHD 也製作協震室來流用原廠流量計,在保有原廠所有 Sensor、ITB 系統設計得宜的情況之下,不需要改裝外掛 ECU 也能夠完美運作。

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  • RHD ITB 系統的不同之處

BMW M42  M44 M50 M52 S50US S52US M54 等引擎想要改裝 ITB,通常有一些不同的管道。

  1. 最常見的方式為沿用歐規 M3 的原廠 ITB 並使用轉接座來進行改裝。這種方式的優點為零件取得較容易、引擎周邊管路也都有現成材料可以使用,讓改裝變得較為方便。不過仍然需要修改或者製作專用的協震室以及些許管路來讓整套系統正常作動。
  2. 沿用其他車種的直噴套件 ( 原廠或者改裝部品 )。需要使用轉接座,而且可能需要花費許多時間與金錢修改零件來對應 BMW 引擎。
  3. 購買專用的 ITB 改裝套件。周邊零件完整、安裝相對容易,但是通常要價不低並且有部分套件需要搭配外掛 ECU 使用。

然而,改裝 ITB 還有一個相當重要的考量,也就是進氣管路的口徑設計。RHD 的工程師在以流體模擬軟體進行運算以後,發現即使流用 E36 歐規 M3 原廠多喉系統在 M42 M44 M50 M52 S50US S52US 等引擎上都有著相同的問題:缸頭設計效率不佳,節氣門口徑過大且進氣管路過短。這樣造成許多轉速域的扭力甚至馬力都比原廠引擎的表現還要差勁,Power Bang 也不夠漂亮。

尺寸很重要

會有如此情況,是由於進氣管路設計上的缺失。一套有效率的 ITB 系統,尺寸是非常重要的。

但是這尺寸並非越大越好,多數人認為大口徑的管路能夠提高進氣效率、進氣量。但是過大的口徑也會造成空氣流動的速率降低,進而降低實際的進氣效率。

引擎的進氣效率與進氣流速有相當大的關係,簡單來說口徑越大空氣的流速越慢,口徑越小流速越快。進氣流速慢會導致汽缸汽門開啟時來不及吸取足夠的空氣,但是空氣流速要是太快,會產生相當優異的扭力以及中段轉速的輸出,只不過當轉速達到某個階段時會造成類似”噎到”的情形而無法達到引擎真正的最大輸出,因此 ITB 口徑的過與不及都會影響引擎的進氣效率。管路的長短也攸關了空氣流速及扭力湧現的時機,RHD 也因此盡可能地貼近原廠引擎岐管長度及口徑的設計。

原廠歐規 M3 每缸排氣量約為 500cc,卻使用了相當大口徑 ( 50mm ) 的 ITB。由於搭配直噴的 M3 引擎在缸頭的設計將原本進氣道一分為二成為類似 V 字形的獨立狹長進氣道 (約 130 mm),M50 引擎進氣道為 Y 字形約 60mm,而進氣道到燃燒室的折角也與一般其他市售車不同,這樣的設計讓空氣經過節氣門後以相當高的流速衝向汽門,讓即使使用大口徑獨立節氣門的 M3 引擎依然能夠擁有絕佳的進氣效率。

但是由於這樣的缸頭設計是 M42 M44 M50 M52 以及 S50US 引擎所沒有的,因此這也是其他引擎流用 M3 ITB 以後效果不彰的原因 (ITB 口徑過大、進氣道及岐管過短)。

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這些都是 RHD 的工程師在開發 ITB 套件時考量的地方,在經過模擬軟體運算過後,RHD 發現在不變動引擎本體的情況下,只要 ITB 系統的口徑大於 45mm,對引擎效能提升可能不增反減。

因此,在經過了反覆的模擬、實際測試之後,RHD 工程團隊發現 42mm 的口徑在市售未改的引擎上最為合適。

此外,RHD 也有 40mm / 42mm / 45mm / 48mm 等口徑不同的節氣門可以單獨選購。對於日後有動力需求的升級改裝也相當方便。

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雖然最初 RHD 的 ITB 套件是為了比賽車輛設計,但隨後也針對使用原廠引擎的車輛進行 ITB 套件開發。在澳洲當地進行了協震室的設計及製作、以軟體模擬協震室內氣流速率等等,終於設計出能夠用原廠 ECU、空氣流量計的套件。在澳洲經過 Dyno 進行馬力測試,由原廠的 73kW ( 98 匹輪上馬力) 提升至 85 kW ( 114 匹輪上馬力),而經過多次改良測試後的全原廠 M42 測試引擎也來到了 108Kw 的實力,有著約 19-35% 的輸出提升 (依照引擎以及周邊配置不同而定)。此外,不僅空燃比幾乎與原廠曲線沒有差別,馬力與扭力曲線也一路優於原廠輸出曲線提升。

RHD 在設計近氣管路時做的數位流體模擬。

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