燃油噴射系統簡介

我在之前最早的網頁裡有稍微的介紹過電子噴油系統：

單晶片與引擎控制（七） -- 噴油系統概念篇

當然啦，那時候國內機車也都還沒有真正進入電子噴油系統。

現在台灣幾乎是全世界唯一在小CC 數（<150C.C.以下）全面執行電子噴油系統。

但執行兩年多下來，大家最能感受到的：就是機車的購買成本增加不少了。

當然啦...這過程連車廠也遭受不少的困難，像之前爆發的某大廠全面 Recall 更換

Fuel Pump 事件。或許在這過程中，可能還是把這一個產品技術看得過於簡單化了。

大家都覺得：反正這個東西在汽車上的使用技術這麼成熟，移到機車上就應該沒問題了。

當然若是以寫程式來看好像就是如此。但事實未必是！

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第一：機車單缸引擎不比汽車多缸引擎操作環境，因為汽車多缸引擎操作，是藉由各

汽缸之間的機械慣性平衡，所以，他基本上的汽缸燃燒變異係數(COV) 就比較小。

相對來說：電子噴油技術也比較容易達到一個比較穩定的條件。機車則不然。
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第二：機車在電子噴油技術引進之後，還是缺乏太多的實驗數據，各相關零組件

廠所投入的資源還是有限。很簡單～您台灣一年機車產量也只不會超過一百萬台。

但人家汽車一年全球隨隨便便就超過4000 萬台，這樣子的市場需求懸殊比例，

說真的～真的很難可以吸引國際大廠的資源投入。...所以您看這一次Fuel pump

事件。還不是得由原廠咬著牙硬撐下來....您可以隨便算一下：換一個Fuel pump ，

零件加工錢～還外加補償消費者兩百元。至少每台車要負擔超過1000 元台幣。

總共約有超過45 萬輛。總金額是鐵定超過 4.5 億元台幣的！...

據說：還不一定可以徹底解決那個問題。因為這已經是兩年內的第二次了。
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當然啦～也有許多人想磨刀霍霍的想賺這些錢...但想一想：這個東西難道就只是

跟寫手機程式或是寫個遊戲軟體這麼簡單嗎？！

很多人認為寫個簡單的電子噴油程式簡單嘛！就是做個簡單的Table ，反正引擎操作

無非就跟引擎轉速跟油門相對位置有關嘛！我只要做個這樣子的關係圖表就可以了。

沒錯～我以前也是這麼想的，所以早在 N 年前我就寫過這一個軟體了：

如下圖所示。

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後來我出國受訓後，發現就不是這樣子！我在 單晶片與引擎控制（七） -- 噴油系統概念篇

有提到一個電子燃油噴射的計算公式：我再寫一次：

BPW = BPC * MAP * T * A/F * VE * F33C * BLM * DFCO * DE * CLT * F77

Where: (everything labeled "term" is from a lookup table)

BPW = Base pulse width in milliseconds
BPC = Base pulse constant term (table lookup, basic engine air and FI
calibration plus EGR calibration)
MAP= Manifold absolute pressure term
T = Inverse air temperature term
A/F= Inverse air/fuel ratio term
VE= volumetric efficiency term
F33C= Battery voltage compensation (for the effect on FI open/close delay
and fuel pump delivery)
BLM= Block Learn Term (what the ECU has learned from the O2 sensor)
DFCO= Decel Fuel Cutoff Term (when to turn fuel off on decel)
DE= Decel enleanment term (when to lean instead of cutoff)
CLT= Closed loop correction term (result of O2 sensor Proportional/
integral closed loop)
F77= Turbo boost multiplier (if used)
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您問我：需要搞這麼複雜嗎？！...很簡單～引擎電子噴油要做到的就是引擎燃燒控制。

手段是用寫程式的電子控制噴嘴供油，目的：達到穩定的引擎燃燒。

所以：您一定要懂得引擎燃燒的基本特性。要如何得到穩定的燃燒條件？！

所以～之前有網友問我這個問題：我說很簡單，您一定要懂得氣體方程式。

"蛤？！什麼是氣體方程式"

"國中理化課本教的理想氣體方程式啊！... PV=nRT 啊！"

（喔～對不起～現在我們偉大的教育政策為了不讓小孩為考試而讀書，

所以已經不喜歡考學生了～所以也不用教這個來考學生了！... ）

很簡單啦...您看上面的數學式子前幾項：不就是氣體方程式嗎？！

第一：要算噴油量，當然要先知道空氣量，因為空然比(A/F) 是 14.7。

所以知道空氣量就可以推出噴油量了嘛！那空氣量怎麼算：不就是用氣體方程式算嗎？

PV=nRT --->  V/m= RT/P  , where n 是空氣的摩耳數，可以由摩耳數得分子重量嘛！！  

所以 m = PV/RT =Ma 空氣重量。

A/F = Ma/Mf ,  所以 Mf （噴油量）= Ma*(A/F)-1 （倒數）
                                                                 = VP/(RT)* (A/F)-1  因為R 是氣體常數。所以
                                                                 = VP(T)-1（倒數）*(A/F)-1 （倒數）。

不就是上面式子的： （BPC * MAP * T * A/F ) 嗎？！

（請留意上面式子中有關 T 與A/F 的文字說明，他講的就是倒數！）
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而BPC 就是跟汽缸大小有關的容積單位。但您還要考慮不同背壓下，進入汽缸的空氣

置換率，我們可以稱為容積效率（VE, Volumetric Efficiency)，就是接下來那一項！

那您說：不用理想氣體方程式嗎？！
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那您跟我說：那原來化油器也沒有這麼複雜啊？！幹嘛搞這麼複雜？！

不好意思：化油器的原理就是利用大自然氣體壓力平衡原理所設計出來，人家在氣體

平衡自然就已經把這些空氣溫度，壓力以及相關物理特性自然平衡了（自然吸氣）。

（而且一般化油器在許多供油方面還是有其一定的誤差容忍度Based on 自然吸氣特性！）

而您的電子噴油不是，是完全阻斷這些大自然特性，您硬要給人家來強迫的！

所以您就得幫噴油嘴算得剛剛好才行...況且您還要求很精準，您就得要付出這個代價！

（化油器不用吃電瓶電壓，您的噴嘴與提供背壓的Fuel Pump 都要吃電的咧！

而這個電壓還會上上下下亂跑得的耶！...哈～哈～..這個問題機車比汽車嚴重啦！）
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至於改裝為了增加馬力？！那也不用這麼費周章了...人家的確在汽車應用領域也幫

您發展得很好了，我也常常跟別人開玩笑說：您不會把噴嘴換大隻一點，然後把

Fuel Pump 的背壓調一下就好了：以下連結的文章不是給您一個結論：

http://www.rceng.com/technical.aspx

不用動到原廠程式設定就可以榨出 x 1.0721 的馬力！...  7% 耶！不容易啦！

當然啊...我在這類文章中常常強調的觀念：改電腦程式不會讓您機車飛天遁地的！

真正要影響引擎特性的...還是得從引擎的基本規格特性來決定的：譬如：

CC 數，缸徑比、衝程比（就是壓縮比啦！）或氣門凸輪等等。

當然這些也會牽涉到引擎操作壽命問題。我們都知道引擎燃燒最佳化的A/F 是14.7 。

最大扭力值在 A/F 在 12.5 。嚴格講差異不大～我也常講引擎調得強有力，

倒不如調得順比較重要...那您覺得原廠會笨到不會去調這個問題嗎？！

您說：您以為人家原廠就不想把他們家的機車調得強有力嗎？！

如果您行...那您應該去原廠上班才對啊（這是別人跟我講過的話！哈～哈～）
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好啦...我們最後還是要強調一件事啦，台灣擁有發展多年的高科技產業，相對也會培養

出有很多人會做電路版，會寫程式的人...但不是會做電路版，會寫程式的人就什麼東西

就可以輕易搞出來的。那我們就不應該就只做 3C 產品啊，我們更應該換到不同領域裡啦！

但很不幸的是：我們的產業人才，往往一離開原來園區3C 產業之後，還真的不知道要

做什麼？因為我們實際上也沒有真正的去重視每一個產業的真正的基礎研究。

寫引擎控制程式要懂得燃燒理論，要懂得套用氣體方程式（當然也要懂PID 控制啦！）。

做工業控制要懂得基礎的迴授控制理論，也是一樣要懂得課本的公式推導...

沒有人說：這些公式的每一個數據一定很準...但他的理論基礎絕對是沒有錯的。

就像PID 理論一樣，理論是對的...只是要如何分析與調整P 、I 或D 值而已？！

我還是一直強調：我們的學校教育政策真的不要只看到考試的缺失，因為國家要能夠

真正培養出有用的工業研發人才，這些學校科學理論都是要紮紮實實的落實。

有人喜歡搞浮華的軟體畫面，那是技工、技匠。但要能真正做產品分析、設計的

那是真的是師級研發人員...浪費那麼多時間，搞的大學畢業一大堆工匠級畢業生。

卻又培養不出真正會動筆計算的分析設計研發人員。也就難怪大家也只能

齊頭式的從  22K 幹起吧！--- 我們的教育部，要好好加油了吧！