作者：Ben Martins
我們最近被要求協助開發、設置並最終調校一輛相當獨特的摩托車，這個請求是對摩托車的一次迷人冒險！
雖然這與機車沒有太大的關係，但是不能錯過查看許多訂製版本升級的想法。
這個機車廠的問題是要為客戶專門製造，但它是同類產品中的第一輛，作為第一輛，不可避免的是會有一些小問題。像是使用訂製ECU，訂製的佈線，270°的曲軸設計與兩種不同的供油策略，事情不會那麼順利。首先，這裡重要的是確定270°的曲軸實際上是甚麼。對於270°曲軸，兩個活塞之間有90°的偏移角度。
以下是對於 270,180和360度曲軸的雙缸引擎在TDC的點火狀況的概述。
180°曲軸是我們較熟悉的，如果它有四個汽缸，那麼分別會在360°和540°進行點火。使用270°的設計，我們有一個活塞在壓縮上死點，然後在270°後第二個活塞到了壓縮上死點。接著第一個汽缸回到上死點前有450°的間隙，給出完整的720°。
270°的曲軸設計主要優點是從平行的雙缸引擎獲得最佳的引擎二級平衡，從而產生類似於90°的V型雙缸引擎的動力輸出。了解270°排列很重要，因為其餘的調查涉及很多角度的關係。
在這一點上，我很想看看這種類型和傳統的曲軸設計有甚麼區別，所以我首先看的是相對壓縮。
- 峰值湧浪電流
- 我們預期看到正常的鋸齒波型。1號活塞在壓縮行程接近TDC
- 2號活塞接近壓縮行程TDC，電流消耗增加
- 曲軸旋轉無壓縮事件期間
- 回到1號活塞在壓縮行程上接近TDC
- 標尺用於顯示每個活塞的TDC位置
首先我很驚訝在一開始的啟動馬達湧浪電流超過500A。我從沒想過會看到一個雙缸引擎的啟動電流會這麼高來搖轉引擎，但後來我假設這是因為他只有2缸，但它仍然是1200cc，讓我學到了一課，下一刻是察看相對壓縮的波型，如果你不了解此引擎的曲軸設計情況檢測該波型；你可能會告訴我它缺乏壓縮。
然而，當你開始將角度標尺放入數據中時，你可以開始看到這是正確的。
我已經把曲軸的轉動角度表加到相對壓縮的波型圖中。我們在１、２處有壓縮事件，這在我們當前的情況可以看到，但在下一次壓縮之前，在450°的第3點有間隙。現在我確定你已經注意到電流在450°的地方略有增加。一種理論是，由於兩個活塞都位於汽缸的下半部，曲軸接近BDC時的速度降低，並且由於另一個氣缸中沒有發生燃燒，因此沒有什麼可以幫助保持慣性。 曲軸使活塞回到上死點。為了使活塞在第二個活塞排氣行程開始向上移動，引擎需要啟動馬達多提供一些力來克服這一點。如果有人知道或有其他建議，請分享你的想法。
而我們的下一步，決定使用兩個WPS500X來了解為何活塞不在壓縮行程的情況下，啟動馬達的消耗電流會增加。
我不知道的是摩托車的汽缸設計。對於這種特殊的引擎，如果你坐在摩托車上，左側汽缸被視為汽缸1，但 ECU 使用汽缸 2 作為主汽缸並參考點火和正時，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，因為我們的大部分測量將參考汽缸 2。
啟動引擎後，我們開始看到了270°的曲軸設計真實表現。我們添加了點火與曲軸感知器，來使用4個通道辨識我們所指的汽缸。
為了防止畫面看起來過於雜亂，我移除了曲軸感知器與點火波型，因為我感興趣的是確保引擎的機械性能良好。一樣的，我已經放置了曲軸旋轉圖，來表示曲軸旋轉相關的活塞位置。如你所看到的，壓縮峰值與消耗電流峰值完全符合。然後在450°的地方有個小電流增加。我們可以看到450°時兩個活塞的位置。汽缸1處於進氣行程。這裡的壓力沒有急遽下降，這可能是由於汽缸產生更強的真空而使電流消耗增加。汽缸2處於排氣行程，排氣中的任何限制也會導致壓力增加，因此電流增加，然而，現在並沒有排氣限制。
所以再次回到之前的理論，我們假設由於引擎的曲軸減速。這是我的假設，因為我無法看到機械上其他東西。請分享你的想法，讓我們一起討論。接下來，我們查看點火與噴油狀況。
在一開始啟動時，引擎使用間歇噴射來運行。在啟動後切換到標準順序噴射。間歇噴射是ECM在曲軸旋轉360°就發送一次噴油和點火訊號，一般的四行程是每720°。
間歇噴射背後的原因是因為引擎可以在冷車啟動的時候有最好的燃燒機會，並且一旦啟動後就可以切換到標準順序噴射。
對於這些量測，得知ECM被編程在TDC的時候精準點火。這使我們能夠確保我們擁有的點火事件是正確的，當ECM從間歇噴射切換到順序噴射並對點火提前角進行調整。
在這裡我很慶幸有來X-bikes的Chris Wells，因為它有適當的經驗和工具來調整自定義的設置並上傳到可編成的ECM。
- 主汽缸(汽缸2)的壓縮上死點
- 點火訊號
- 在動力行程的噴油訊號
- 在氣門重疊期間的點火訊號
- 噴油訊號
- 720°後
從波型中我可以看到點火訊號發生在TDC。接著我們看到噴油訊號，因為活塞仍在缸內移動且排氣門正在打開。接著，在排氣門和進氣門重疊期間，我們在360°進行了另一個點火。
然後如預期的那樣，在進氣行程期間發生了一次噴油訊號，最後我們的到在第一次壓縮行程後的720°的點火訊號。在這裡，透過查看第3和第4點，我們看到了使引擎啟動所需的間歇噴射，一旦啟動，系統就會切換到類似於4行程循環的順序噴射策略。
噴射策略切換是基於MAP感知器和RPM數據。一旦MAP感知器電壓超過某個點並且到達某個RPM，ECM就會切換到順序噴射。這些點可以使用軟體來進行調整，並且上傳到ECM。很高興我們從機械上拆下了WPS500X來查看MAP感知器。
這是一個標準的三線感知器帶有5V電源、接地與訊號電路。
這個引擎中的MAP感知器背後有趣的地方在於它的用途。ECM不使用凸輪軸感知器來檢測引擎位置，而是根據進氣岐管壓力來監測引擎的位置。我之前提過汽缸設置，事實上汽缸2是參考點火與噴油的主要汽缸，因此放置了MAP感知器，以便他可以監測主汽缸的壓力。當汽缸在進氣行程處於BDC時，他在壓縮前將其最大量的空氣吸入缸內。此時，ECM紀錄汽缸位置來調整燃油和點火。下面所有捕獲都來自汽缸2或”主要”汽缸。
- 凸輪軸位置感知器
- 噴油訊號
- 次級點火訊號
- 第二缸噴油訊號
- MAP感知器
- 次級點火訊號
從上面的波型我們可以看到MAP感知器確認進氣岐管壓力的變化。這一切都是在怠速時完成的，我們有一個部分關閉的節流閥，當進氣門打開並且活塞向下移動時，這會導致岐管壓力降低。同時，我們看到發生了正確的噴射訊號，我們希望空氣和燃料在活塞下行時混合在一起，然後再回到壓縮行程。除了在第2點和第3點發生的的點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行，但如果增加油門，可能會有反效果，考慮到在排氣行程周圍噴射燃料並且點火，這將會有影響。
在摩托車運行時，我們更改了ECM需要從MAP感知器看到的閾值，以便切換到順序噴射。當他這樣做時，摩托車停止運行。回顧數據，我們找到問題的原因。
- 曲軸位置感知器
- 點火訊號
- 噴油訊號
- 進氣行程期間的MAP感知器
- 點火訊號
如你所見，對於四行程循環，我們有傳統的1次噴射，每旋轉1次720°點火1次。但我們注意到，噴射事件完全在錯誤的位置，在這種情況下是動力行程的期間。點火也太提前了，可能會使混合氣點燃。現在我們進入下一個思考階段，稱為耦合角。
這又是一個可以調整的數字，可以用軟體進行編程。下一點對我來說仍然有點模糊，但這是我的理解：
耦合角是ECU根據CKP感知器的位置來確定汽缸位置的點。他不是基於1轉，而是以2圈為基準，因此我們在4行程循環中使用720°。我們目前設定為285°，這代表著ECM將設定活塞在壓縮行程上死點，與曲軸拾取環上的缺齒距離為285°。
如果我們採用上述波型，則噴射時間發生得太早了。在上述波型中的第3點噴油嘴與進氣行程期間的MAP感知器的最低讀數之間測得360°。這是可以改變的，透過查看捕獲中的不同數據，我們決定將耦合角度從285°調整為645°、360°。
現在看起來好多了！我們在進氣行程期間噴油一次，然後在活塞快到180° TDC時點火一次。
我們仍然將點火正時設為0°，這會導致點火在TDC發生，這些都可以使用軟體進行調整。此時摩托車啟動且運行的更加平穩。我們還注意到，在一開始啟動後從間歇噴射轉移到順序噴射快了許多。稍微調整一下點火正時與調整供油就可以有一輛可以正常啟動、怠速和加速的摩托車。
我知道上面的捕獲數據看起來有點亂，但我想概述一下引擎的啟動、怠速與轉速增加的狀況。使用曲軸感知器的幅度變化，我們可以看到引擎狀態的所有不同階段。有趣的是曲軸感知器的輸出。由於感知器是一個感應曲軸位置的感知器，當引擎轉速增加時，輸出幅值也會增加。在上述的捕獲中，我們在大約600RPM時超出了+-50V的範圍。大多數的摩托車轉速會比這高，所以我認為在未來量測運行中的摩托車時，確保至少使用+-100V是很重要的。
從這一切可以學到很多東西，事實上我們已經看到一個270°的引擎設計發生了甚麼事，這會讓我記在心裡，這別有用的一件事是可以使用WPS500X確認引擎位置。我知道不是每個人都可以有兩個WPS500X來檢測，但是參考點火與曲軸波型，你可以透過使用參考波型來實現一樣的事情。有了這個，我們可以實際看到270°的曲軸運作及它對壓縮的影響。WPS500X不只可以用於檢測壓縮和引擎運行位置，我們還可以確認MAP感知器的運作正確性。可以觀察MAP感知器在進氣行程檢測到的電壓變化判斷壓力變化的證據，這對於引擎和ECM很重要，因為它用於定位引擎的相位。
同樣地，從使用這輛摩托車來看，我認為它顯示了引擎管理系統編程的靈活性。即使我想到我們之前在經銷商進行的軟體更新。到現在我才意識到現代ECM可以進行控制和調整，以便在無需升級部件的情況下充分利用引擎。
這種可用於提高功率、效率或排放的有限控制非常出色，現在通常可以透過OTA完成，但如果有些許錯誤就會造成很多問題。我必須藉此機會感謝Chris Wells有機會讓我了解這個編程和摩托車的世界，以及這輛摩托車使用270°曲軸設計的事實。
