我們最近被要求協(xié)助開發(fā)、設(shè)置并最終調(diào)校一輛相當(dāng)獨(dú)特的摩托車，這個(gè)請(qǐng)求是對(duì)摩托車的一次迷人冒險(xiǎn)！

雖然這與機(jī)車沒(méi)有太大的關(guān)系，但是不能錯(cuò)過(guò)查看許多訂制版本升級(jí)的想法。

這個(gè)機(jī)車廠的問(wèn)題是要為客戶專門制造，但它是同類產(chǎn)品中的第一輛，作為第一輛，不可避免的是會(huì)有一些小問(wèn)題。像是使用訂制ECU，訂制的布線，270°的曲軸設(shè)計(jì)與兩種不同的供油策略，事情不會(huì)那么順利。首先，這里重要的是確定270°的曲軸實(shí)際上是甚么。對(duì)于270°曲軸，兩個(gè)活塞之間有90°的偏移角度。

以下是對(duì)于 270,180和360度曲軸的雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)在TDC的點(diǎn)火狀況的概述。

180°曲軸示我們較熟悉的，如果它有四個(gè)汽缸，那么分別會(huì)在360°和540°進(jìn)行點(diǎn)火。使用270°的設(shè)計(jì)，我們有一個(gè)活塞在壓縮上止點(diǎn)，然后在270°后第二個(gè)活塞到了壓縮上止點(diǎn)。接著第一個(gè)汽缸回到上止點(diǎn)前有450°的間隙，給出完整的720°。

270°的曲軸設(shè)計(jì)主要優(yōu)點(diǎn)是從平行的雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)獲得最佳的發(fā)動(dòng)機(jī)二級(jí)平衡，從而產(chǎn)生類似于90°的V型雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。

了解270°排列很重要，因?yàn)槠溆嗟恼{(diào)查涉及很多角度的關(guān)系。

在這一點(diǎn)上，我很想看看這種類型和傳統(tǒng)的曲軸設(shè)計(jì)有甚么區(qū)別，所以我首先看的是相對(duì)壓縮。

1.峰值涌浪電流2.我們預(yù)期看到正常的鋸齒波型。1號(hào)活塞在壓縮行程接近TDC3.2號(hào)活塞接近壓縮行程TDC，電流消耗增加4.曲軸旋轉(zhuǎn)無(wú)壓縮事件期間5.回到1號(hào)活塞在壓縮行程上接近TDC6.標(biāo)尺用于顯示每個(gè)活塞的TDC位置

首先我很驚訝在一開始的啟動(dòng)馬達(dá)涌浪電流超過(guò)500A。

我從沒(méi)想過(guò)會(huì)看到一個(gè)雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流會(huì)這么高來(lái)?yè)u轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，但后來(lái)我假設(shè)這是因?yàn)樗挥?缸，但它仍然是1200cc，讓我學(xué)到了一課，下一刻是察看相對(duì)壓縮的波型，如果你不了解此發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸設(shè)計(jì)情況檢測(cè)該波型；你可能會(huì)告訴我它缺乏壓縮。

然而，當(dāng)你開始將角度標(biāo)尺放入數(shù)據(jù)中時(shí)，你可以開始看到這是正確的。

我已經(jīng)把曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度表加到相對(duì)壓縮的波型圖中。我們?cè)冢薄ⅲ蔡幱袎嚎s事件，這在我們當(dāng)前的情況可以看到，但在下一次壓縮之前，在450°的第3點(diǎn)有間隙?，F(xiàn)在我確定你已經(jīng)注意到電流在450°的地方略有增加。一種理論是，由于兩個(gè)活塞都位于汽缸的下半部，曲軸接近BDC時(shí)的速度降低，并且由于另一個(gè)氣缸中沒(méi)有發(fā)生燃燒，因此沒(méi)有什么可以幫助保持慣性。曲軸使活塞回到上止點(diǎn)。為了使活塞在第二個(gè)活塞排氣行程開始向上移動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)需要啟動(dòng)馬達(dá)多提供一些力來(lái)克服這一點(diǎn)。如果有人知道或有其他建議，請(qǐng)分享你的想法。

而我們的下一步，決定使用兩個(gè)WPS500X來(lái)了解為何活塞不在壓縮行程的情況下，啟動(dòng)馬達(dá)的消耗電流會(huì)增加。

我不知道的是摩托車的汽缸設(shè)計(jì)。對(duì)于這種特殊的發(fā)動(dòng)機(jī)，如果你坐在摩托車上，左側(cè)汽缸被視為汽缸1，但 ECU 使用汽缸 2 作為主汽缸并參考點(diǎn)火和正時(shí)，只是為了讓事情變得更加混亂。從這邊開始，我們將汽缸 2 稱為主汽缸，因?yàn)槲覀兊拇蟛糠譁y(cè)量將參考汽缸 2。

啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，我們開始看到了270°的曲軸設(shè)計(jì)真實(shí)表現(xiàn)。我們添加了點(diǎn)火與曲軸傳感器，來(lái)使用4個(gè)通道辨識(shí)我們所指的汽缸。

為了防止畫面看起來(lái)過(guò)于雜亂，我移除了曲軸傳感器與點(diǎn)火波型，因?yàn)槲腋信d趣的是確保發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械性能良好。一樣的，我已經(jīng)放置了曲軸旋轉(zhuǎn)圖，來(lái)表示曲軸旋轉(zhuǎn)相關(guān)的活塞位置。如你所看到的，壓縮峰值與消耗電流峰值完全符合。然后在450°的地方有個(gè)小電流增加。我們可以看到450°時(shí)兩個(gè)活塞的位置。汽缸1處于進(jìn)氣行程。這里的壓力沒(méi)有急遽下降，這可能是由于汽缸產(chǎn)生更強(qiáng)的真空而使電流消耗增加。汽缸2處于排氣行程，排氣中的任何限制也會(huì)導(dǎo)致壓力增加，因此電流增加，然而，現(xiàn)在并沒(méi)有排氣限制。

所以再次回到之前的理論，我們假設(shè)由于發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸減速。這是我的假設(shè)，因?yàn)槲覠o(wú)法看到機(jī)械上其他東西。請(qǐng)分享你的想法，讓我們一起討論。

接下來(lái)，我們查看點(diǎn)火與噴油狀況。

在一開始啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)使用間歇噴射來(lái)運(yùn)行。在啟動(dòng)后切換到標(biāo)準(zhǔn)順序噴射。間歇噴射是ECM在曲軸旋轉(zhuǎn)360°就發(fā)送一次噴油和點(diǎn)火訊號(hào)。

一般的四行程是每720°。

間歇噴射背后的原因是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)可以在冷車啟動(dòng)的時(shí)候有最好的燃燒機(jī)會(huì)，并且一旦啟動(dòng)后就可以切換到標(biāo)準(zhǔn)順序噴射。

對(duì)于這些量測(cè)，得知ECM被編程在TDC的時(shí)候精準(zhǔn)點(diǎn)火。這使我們能夠確保我們擁有的點(diǎn)火事件是正確的，當(dāng)ECM從間歇噴射切換到順序并對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行調(diào)整。在這里我很慶幸有來(lái)X-bikes的Chris Wells，因?yàn)樗羞m當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)和工具來(lái)調(diào)整自定義的設(shè)置并上傳到可編成的ECM。

1.主汽缸(汽缸2)的壓縮上止點(diǎn)2.點(diǎn)火訊號(hào)3.在動(dòng)力行程的噴油訊號(hào)4.在氣門重迭期間的點(diǎn)火訊號(hào)5.噴油訊號(hào)6.720°后

從波型中我可以看到點(diǎn)火訊號(hào)發(fā)生在TDC。接著我們看到噴油訊號(hào)，因?yàn)榛钊栽诟變?nèi)移動(dòng)且排氣門正在打開。接著，在排氣門和進(jìn)氣門重迭期間，我們?cè)?60°進(jìn)行了另一個(gè)點(diǎn)火。

然后如預(yù)期的那樣，在進(jìn)氣行程期間發(fā)生了一次噴油訊號(hào)，最后我們的到在第一次壓縮行程后的720°的點(diǎn)火訊號(hào)。在這里，透過(guò)查看第3和第4點(diǎn)，我們看到了使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)所需的間歇噴射，一旦啟動(dòng)，系統(tǒng)就會(huì)切換到與類似于4行程循環(huán)的順序噴射策略。噴射策略切換是基于MAP傳感器和RPM數(shù)據(jù)。一旦MAP傳感器電壓超過(guò)某個(gè)點(diǎn)并且到達(dá)某個(gè)RPM，ECM就會(huì)切換到順序噴射。這些點(diǎn)可以使用軟件來(lái)進(jìn)行調(diào)整，并且上傳到ECM。很高興我們從機(jī)械上拆下了WPS500X來(lái)查看MAP傳感器。
這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的三線傳感器帶有5V電源、接地與訊號(hào)電路。這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)中的MAP傳感器背后有趣的地方在于它的用途。ECM不使用凸輪軸傳感器來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)位置，而是根據(jù)進(jìn)氣岐管壓力來(lái)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的位置。我之前提過(guò)汽缸設(shè)置，事實(shí)上汽缸2是參考點(diǎn)火與噴油的主要汽缸，因此放置了MAP傳感器，以便他可以監(jiān)測(cè)主汽缸的壓力。當(dāng)汽缸在進(jìn)氣行程處于BDC時(shí)，他在壓縮前將其最大量的空氣吸入缸內(nèi)。此時(shí)，ECM紀(jì)錄汽缸位置來(lái)調(diào)整燃油和點(diǎn)火。下面所有捕獲都來(lái)自汽缸2或”主要”汽缸。

1.凸輪軸位置傳感器2.噴油訊號(hào)3.次級(jí)點(diǎn)火訊號(hào)4.第二缸噴油訊號(hào)5.MAP傳感器6.次級(jí)點(diǎn)火訊號(hào)

從上面的波型我們可以看到MAP傳感器確認(rèn)進(jìn)氣岐管壓力的變化。這一切都是在怠速時(shí)完成的，我們有一個(gè)部分關(guān)閉的節(jié)流閥，當(dāng)進(jìn)氣門打開并且活塞向下移動(dòng)時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致岐管壓力降低。同時(shí)，我們看到發(fā)生了正確的噴射訊號(hào)，我們希望空氣和燃料在活塞下行時(shí)混合在一起，然后再回到壓縮行程。除了在第2點(diǎn)和第3點(diǎn)發(fā)生的的點(diǎn)火與火花是由間歇噴射引起的之外，這都是正常的。摩托車將在這種情況下運(yùn)行，但如果增加油門，可能會(huì)有反效果，考慮到在排氣行程周圍噴射燃料并且點(diǎn)火，這將會(huì)有影響。

在摩托車運(yùn)行時(shí)，我們更改了ECM需要從MAP傳感器看到的閾值，以便切換到順序噴射。當(dāng)他這樣做時(shí)，摩托車停止運(yùn)行?；仡檾?shù)據(jù)，我們找到問(wèn)題的原因。

1.曲軸位置傳感器2.點(diǎn)火訊號(hào)3.噴油訊號(hào)4.進(jìn)氣行程期間的MAP傳感器5.點(diǎn)火訊號(hào)

如你所見，對(duì)于四行程循環(huán)，我們有傳統(tǒng)的1次噴射，每旋轉(zhuǎn)1次720°點(diǎn)火1次。但我們注意到，噴射事件完全在錯(cuò)誤的位置，在這種情況下是動(dòng)力行程的期間。點(diǎn)火可能太提前了，可能會(huì)使混合器點(diǎn)燃。現(xiàn)在我們進(jìn)入下一個(gè)思考階段，稱為耦合角。

這又是一個(gè)可以調(diào)整的數(shù)字，可以用軟件進(jìn)行編程。下一點(diǎn)對(duì)我來(lái)說(shuō)仍然有點(diǎn)模糊，但這是我的理解：耦合角是ECU根據(jù)CKP傳感器的位置來(lái)確定汽缸位置的點(diǎn)。他不是基于1轉(zhuǎn)，而是以2圈為基準(zhǔn)，因此我們?cè)?行程循環(huán)中使用720°。我們目前設(shè)定為285°，這代表著ECM將設(shè)定活塞在壓縮行程上止點(diǎn)，與曲軸拾取環(huán)上的缺齒距離為285°。如果我們采用上述波型，則噴射時(shí)間發(fā)生得太早了。在上述波型中的第3點(diǎn)噴油嘴與進(jìn)氣行程期間的MAP傳感器的最低讀數(shù)之間測(cè)得360°。這是可以改變的，透過(guò)查看捕獲中的不同數(shù)據(jù)，我們決定將耦合角度從285°調(diào)整為645°、360°。

現(xiàn)在看起來(lái)好多了！我們?cè)谶M(jìn)氣行程期間噴油一次，然后在活塞快到180° TDC時(shí)點(diǎn)火一次。

我們?nèi)匀粚Ⅻc(diǎn)火正時(shí)設(shè)為0°，這會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火在TDC發(fā)生，這些都可以使用軟件進(jìn)行調(diào)整。此時(shí)摩托車啟動(dòng)且運(yùn)行的更加平穩(wěn)。我們還注意到，在一開始啟動(dòng)后從間歇噴射轉(zhuǎn)移到順序噴射快了許多。稍微調(diào)整一下點(diǎn)火正時(shí)與調(diào)整供油就可以有一輛可以正常啟動(dòng)、怠速和加速的摩托車。

發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)至怠速-RPM增加

發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)及怠速-間歇噴射

發(fā)動(dòng)機(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)后-順序噴射

我知道上面的捕獲數(shù)據(jù)看起來(lái)有點(diǎn)亂，但我想概述一下發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、怠速與轉(zhuǎn)速增加的狀況。使用曲軸傳感器的幅度變化，我們可以看到發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的所有不同階段。有趣的是曲軸傳感器的輸出。由于傳感器是一個(gè)感應(yīng)曲軸位置的傳感器，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，輸出幅值也會(huì)增加。在上述的捕獲中，我們?cè)诖蠹s600RPM時(shí)超出了+-50V的范圍。大多數(shù)的摩托車轉(zhuǎn)速會(huì)比這高，所以我認(rèn)為在未來(lái)量測(cè)運(yùn)行中的摩托車時(shí)，確保至少使用+-100V是很重要的。

從這一切可以學(xué)到很多東西，事實(shí)上我們已經(jīng)看到一個(gè)270°的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)發(fā)生了甚么事，這會(huì)讓我記在心里，這別有用的一件事是可以使用WPS500X確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)位置。我知道不是每個(gè)人都可以有兩個(gè)WPS500X來(lái)檢測(cè)，但是參考點(diǎn)火與曲軸波型，你可以透過(guò)使用參考波型來(lái)實(shí)現(xiàn)一樣的事情。有了這個(gè)，我們可以實(shí)際看到270°的曲軸運(yùn)作及它對(duì)壓縮的影響。WPS500X不只可以用于檢測(cè)壓縮和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行位置，我們還可以確認(rèn)MAP傳感器的運(yùn)作正確性。可以觀察MAP傳感器在進(jìn)氣行程檢測(cè)到的電壓變化判斷壓力變化的證據(jù)，這對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)和ECM很重要，因?yàn)樗糜诙ㄎ话l(fā)動(dòng)機(jī)的相位。同樣地，從使用這輛摩托車來(lái)看，我認(rèn)為它顯示了發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)編程的靈活性。即使我想到我們之前在經(jīng)銷商進(jìn)行的軟件更新。到現(xiàn)在我才意識(shí)到現(xiàn)代ECM可以進(jìn)行控制和調(diào)整，以便在無(wú)需升級(jí)部件的情況下充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)。這種可用于提高功率、效率或排放的有限控制非常出色，現(xiàn)在通常可以透過(guò)OTA完成，但如果有些許錯(cuò)誤就會(huì)造成很多問(wèn)題。我必須藉此機(jī)會(huì)感謝Chris Wells有機(jī)會(huì)讓我了解這個(gè)編程和摩托車的世界，以及這輛摩托車使用270°曲軸設(shè)計(jì)的事實(shí)。