图1

电控燃油喷射系统主要由燃油供给系统、进气系统和电子控制系统三大部分组成（如图1所示），下面分别进行讲解：

1.燃油供给系统

燃油供给系统由燃油箱总成、电动汽油泵总成、汽油滤清器、燃油压力调节器及油管路组成。

（1）燃油箱总成

图2

电喷摩托车的燃油箱（如图2所示）总成与同型号摩托车油箱容积基本相同，部分车型的油箱容积稍有增加，内部结构有所差异，以弥补增加油泵总成、滤清器、压力调节器占去的容积。由燃油箱总成内的电动汽油泵将汽油通过滤网吸入并泵出，输送到汽油滤清器过滤后，经专用油管被强制压送至喷油器。当喷油器接到ECU指令并通电后，其针阀被打开，向发动机的进气道喷射一定量的燃油。为确保喷射油量的准确、可控，在油管的一端，安装燃油压力调节器，使油管路的供油压力始终稳定在规定压力值200Kpa～300范围内。若管路油压因特殊情况超过规定油压值，燃油压力调节器内的减压阀即自动打开，燃油通过回油管部分流回燃油箱，自动使油路中的油压稳在规定值。

（2）电动汽油泵总成

图3

电动汽油泵总成（如图3所示）主要由电动汽油泵泵体及附件构成。电动汽油泵为内装式，即采用驱动汽油泵用的直流电机和汽油泵做成一体的结构，叶轮、泵壳和泵盖等组成泵体。汽油泵工作时，永磁直流电机带动偏心转子转动，其转子、叶片、泵壳所构成的容积周期性地增加和减小，使汽油泵将汽油从进油口经滤筛吸入泵腔内。转子圆周方向上有很多槽，每个槽内有一滚子叶片，并沿槽径方向移动。受离心力的作用，滚子被推向外面紧贴着油泵内侧旋转，将燃油夹在转子和油泵内侧之间。由于转子和油泵内侧面之间间距缩小，汽油在输出端被挤出，如此不断地将汽油从燃油箱输送给汽油滤清器过滤后，泵向供油管，供给喷油器。根据ECU的指令喷油器被通电，同时针阀打开，向发动机的进气道喷射一定量的燃油。

电喷发动机在启动和运转过程中，ECU控制汽油泵保持正常运转。由于汽油泵全部浸淹在燃油中，利用汽油进行冷却，不会因长期工作产生发热现象，不易产生气阻，也不会有燃油泄漏，工作噪音相对较小，安全系数较高。汽油泵上还设置有安全阀装置，如果油路中因某种原因油压超过规定值，则安全阀打开，汽油自动回流至进油口，以防止燃油管路被阻塞时油压升高，使油泵承载过高，油管破裂，或损坏油泵。

汽油泵出油口还设置有单向阀，它的功能是：当汽油泵停用时，密封油路，使整个供油系统保持一定的残余压力（即不致于失压），以便于下一次能顺利启动。当点火开关打开后，ECU将控制汽油泵工作2秒～3秒，以建立必需的初始油压。此时若不启动发动机，电控单元（ECU）将切断汽油泵控制电路，汽油泵停止工作。发动机启动后，ECU电脑控制汽油泵一直保持在工作状态，以确保供油连续和油压稳定。

（3）汽油滤清器

图4

图5

电喷发动机的喷油器喷孔孔径很小，加工非常精密，对燃油清洁度要求极高。燃油滤清器的作用是有效过滤燃油管路系统中（含燃油箱）的氧化铁、灰尘等固体夹杂物，能够防止燃油管路因异物产生的阻塞，尤其让喷油器等精密元件免遭堵塞、污染并减轻磨损。因此，燃油滤清器须具备过滤效率高、寿命长、压力损失小、耐压性能好、体积小、重量轻等特点。燃油滤清器一般安装在汽油泵出口一侧，滤芯元件通常采用平均孔隙为10μm的滤纸材料叠成菊花形和盘簧形结构或叠成圆通形（如图4、5所示），并加以可靠的密封，当燃油从滤清器下方进油口后，经过滤芯滤下杂质并沉入下部，纯净的燃油由出口流出。燃油滤清器为一次性连续使用，一般每行驶2万公里左右需更换一次。如果使用的燃油杂质成分较大，须相应缩短更换周期。

（4）燃油压力调节器

燃油供油系统中的燃油喷射量，是由ECU根据各传感器的脉冲信号综合后发出指令，来控制喷油器通电时间的长短，若不控制供给系统中的燃油压力，即使喷射时间一定，油压高时，喷出的燃油量就多；油压低时，喷射的燃油量就少。为精确控制喷油量，在油管路中的一端设置有燃油压力调节器，使管路的供油压力始终保持在规定的压力（一般在200～300Kpa之间，以各型电喷车使用说明书规定的压力值为准）范围内。

图6

图7

燃油压力调节器（如图6所示）由碟形弹簧膜片、圆柱形弹簧和球阀组成（如图7所示）。当管路中的油压超过规定压力值时，将使碟形弹簧膜片下压，并继续压缩圆柱形稳压弹簧，使球阀开度增大，减压阀就会自动打开，一部分燃油通过出油口经回油管流回燃油箱，从而实现油压的自动调节、稳定供油系统油压的目的。实验表明：在燃油喷射系统中保持恒定的油压十分重要。

2.进气系统

进气系统主要由空气滤清器、节流阀体组件、进气温度传感器以及ECU内的大气压力传感器等组成。进气系统的主要作用是通过测量发动机各运行状态下的进气量，再根据曲轴转速计算出发动机每一循环吸入的空气量，由此空气量用来提供和控制汽油燃烧时汽油的喷射量。温度传感器采用热敏电阻式，主要利用半导体元件的电阻值随温度变化的特性进行测定。

（1）空气滤清器

图8

图9

空气滤清器（跨骑式和踏板车空滤器如图8、9所示）是发动机进气系统的重要装置，它的作用是过滤进入发动机燃烧室的空气中所含的灰尘和杂质，以减少汽缸、活塞及活塞环的异常磨损，延长发动机的使用寿命。电喷摩托车的空气滤清器与普通摩托车基本一样，只不过在结构方面有所差异，在空气滤清器壳的某一侧面要安装进气温度传感器。如果是双缸发动机，通常采用左、右对称的2只单头空滤器，其过滤用滤芯为纸质。定期保养时，可使用压力空气吹净，一般每行驶5000公里，需更换新的滤芯。

（2）节流阀体组件

图10

节流阀体组件主要由节流阀体、节气门轴、节气门盘、节气门调整臂、节气门转柄组件、怠速控制阀等零件构成。如果是双缸，则左、右缸节流阀体并联在一起（如图10所示），可用同步螺钉对左、右节流阀体启闭的一致性进行调节。乘骑者在摩托车行驶过程中，通过改变油门转把控制节流阀体的开度，来增减发动机的进气量，从而决定发动机负荷的大小，以适应车辆不同速度和工况的变化。

图11

怠速控制阀（如图11所示）的功能是：用高怠速实现发动机启动后的快速暖机过程，自动维持发动机怠速目标转速下稳定运转。怠速控制阀由点火开关供电，只要点火开关转至ON位置，怠速控制阀即通电，发动机ECU电脑控制其电路搭铁。当发动机的工作参数偏离正常值时，便使用该阀来调整怠速转速。怠速转速是通过控制旁通节气门体的空气量来调整的。发动机起动后，怠速控制阀开启一段时间进气量增加，使发动机怠速转速提高150～300r/min。当发动机温度较低时，怠速控制阀开启，以获得适当的快怠速。发动机ECU电脑根据不同的温度，通过改变传到怠速控制阀的信号强度来控制怠速控制阀柱塞的位置。

（3）进气温度传感器

图12

进气温度传感器（如图12所示）是一个负系数的热敏电阻式传感器，被安置在某缸空气滤清器内，传感器的壳体内装有热敏电阻，它能正确感受进入汽缸的空气温度，将空气温度转变成电信号后传给电子控制装置。

由于空气温度变化会直接影响空气密度及空气中的氧气含量，从而直接影响进气量。热敏电阻式温度传感器可随着温度的变化而改变电流的大小。如：在低温时，通过该元件的电流较大，因此传输给ECU控制装置的电信号就强，这时控制装置会适当延长喷油器的开启时间，同时输送给发动机更多的汽油，以弥补密度较大的冷空气的需要；而在高温时，则反之，控制装置会相应缩短其喷油器的开启时间。

（4）大气压力传感器

图13

大气压力传感器是一个压力式的传感器，被安置在ECU里面（如图13所示），主要用于测量不同海拔高度的大气压力，以便确定其控制密度。发动机在高海拔地区运转时，因空气密度小，吸入的空气质量相对减少，只需较少的燃油。大气压力传感器将反映的空气密度电信号输送给ECU，ECU便向喷油器发出指令，以修正喷油器的喷油时间的长短。多数电喷发动机采用的大气压力传感器是集成在ECU上的，依靠真空管一端与大气相通，另一端则接在传感器的真空盒上。

3.电子控制系统

电喷摩托车上的电子控制系统由曲轴位置传感器、节气门位置传感器、发动机温度传感器、电子控制单元ECU（简称ECU，下同）、点火线圈、喷油器、氧传感器和倾角传感器等组成。ECU通过收集和分析各传感器采集的发动机运行状况数据，经过精密计算处理，确定发动机在不同负荷工作时，所需要的开始喷油时间、喷油器的喷油量、喷油器的开启延续时间、点火提前角以及对喷油和点火的各种修正，以便获得最佳的空燃比、点火提前角和良好的经济性。

（1）曲轴位置传感器

图14

图15

图16

曲轴位置的检测和点火线圈通电时间的控制，是发动机点火提前角最基本的要素，其中曲轴位置的检测尤其重要。曲轴转角信号的每一个脉冲表示发动机曲轴转过一定的角度，该信号同时又可用于测量发动机转速。这样，不但可以适应发动机高速状态下保持信号连续，而且在改变工况时也能使电子控制系统迅速感知工况的变化，以便及时改变点火提前角。现以CL125-6电喷系统为例作简要介绍：曲轴位置传感器（如图14所示）被安装在左曲轴箱盖侧面，主要用来检测曲轴的转角相位和发动机转速。用于识别曲轴转角信号的齿盘，共有34个齿，其中33个齿在直径为124mm曲轴位置盘圆周330°范围内均布，其余30°圆周内则为第34个齿，约占用2个多齿位（如图15所示），它利用可变磁隙（磁隙为0.5mm～1.0mm）原理工作，以此识别信号，即可测得曲轴在720°范围内的转角相位和转速，并转换成传输信号传给ECU作修正数值。该齿盘被固定在磁电机飞轮上，随曲轴同步转动（如图16所示）。曲轴位置传感器电气参数为：曲轴位置传感器的内阻560Ω±5%（20℃）。

（2）节气门位置传感器（线性可变电阻型）

图17

节气门位置传感器（如图17所示）用来测量节气门的开度，主要作用是将节气门开度值转变为电压脉冲信号。

图18

线性可变电阻型节气门传感器是一种线性电位计（电路控制部分如图18所示），由节气门轴带动电位计的滑动触点，在不同的节气门开度下，电位计的电阻也不同，从而将节气门开度转变为电流或电压信号输送给ECU。ECU由此可以获得节气门由全闭到全开的所有开启角度的连续变化的模拟信号，以及节气门开度的变化速率。在此过程中，当改变电位计的电阻值时，其输出电压与节气门的开度成正比例增大。当节气门逐渐打开时，电路中所串入的电阻值逐渐减小，输出电压增大；反之，则输出电压减小。就这样，将其输出信号送至电子控制系统（ECU）输入端，便可检测出发动机处在何种工作状态：（即是怠速、负荷还是加、减速状态）。再由ECU通过节气门开度和发动机转速测算出发动机的进气量，并与大气压力传感器检测数据进行比较分析，综合后再确定其最佳喷油量。以此来控制喷油器的开、闭时间（长或短），以满足摩托车在不同工况下发动机所需的燃油量。从这个意义上说，节气门开度的大小，决定了发动机转速的高低和相应的负荷变化。

（3）发动机温度传感器

图19

发动机温度传感器（如图19所示）通常安装在汽缸盖靠近燃烧室的进气侧中间。它和进气温度传感器一样也是一个负系数的热电偶，其工作原理是，热电偶元件的阻值随发动机温度升高而减小，主要用来精确测量发动机的工作温度，测量的电信号传输给电控单元ECU，以此为依据，修正供油量和点火提前角，从而有效地减少因发动机高温引起的爆燃的可能性。当摩托车启动不久，发动机温度较低时，燃油的蒸发性差，应供给较浓的混合气，使发动机运转性能得以改善，并加速暖机过程。发动机达到正常工作温度时，混合气形成条件较好，此时ECU根据发动机温度传感器传来的电信号自动减少喷油量。因此，发动机温度传感器可以通过温度检测以鉴别其工作性能的好坏。

（4）电子控制单元ECU

图20

（a）电控燃油喷射系统上的ECU（如图20所示）具备以下功能：

①燃油供给控制级别功能，包括燃油喷射量、喷射正时和燃油泵；

②点火系统控制基本功能，包括闭合角控制、点火提前角控制；

③故障诊断控制基本功能，包括EFI系统故障诊断控制（OBD）；

④ECU的基本扩展功能要求（根据车型不同而定或以其它形式实现），包括发动机怠速控制功能、氧传感器闭环反馈控制功能（氧传感器作为排放控制系统形成闭环的关键元器件纳入EFI系统）。

（b）ECU内部包含存储单元，能将各传感器或其它装置输入的信息进行综合处理后，输出执行指令。从直观上说，电控单元ECU包括硬件和软件，硬件是指电控单元ECU的专用控微机，物理电路与输入、输出接口。软件是电控单元ECU内部的系统程序和应用程序。ECU的系统程序分成两部分，输入、输出程序及应用程序。ECU的所有输入、输出都通过输入、输出程序完成。ECU被安装在摩托车座垫下面，通过接插件与总电缆线相连接，主要功能有：

①输入整流、滤波电路，即接收传感器或其他装置输入的信息，将输入的信息转变为微机所能接收的信号；

②给传感器提供5V基准电压；

③用于给ECU写数据及ECU错误诊断接口的通讯电路，即存储、计算、分析处理各种需要的信息；

④运算分析、根据采集的信号求出输出的数值；

⑤输出执行指令，将微弱的信号转变为点火线圈、油泵和喷油器等驱动电路信号。

（5）点火线圈

图21

点火线圈（如图21所示）的通、断电时间在发动机点火系统中起着至关重要的作用。点火线圈主要由一次线圈、二次线圈和铁芯组成，实际上就是一个变压器。铁芯由几十片钢片或钢丝叠合而成，二次线圈是用头发丝粗细（0.1mm）的铜丝在铁芯上绕1万匝以上而成，其一端接到电容器（高压端子），另一端接到一次线圈；一次线圈是在二次线圈上包一层厚的绝缘纸，然后再在上面绕几百匝0.5～1.0mm的铜线。它的工作原理是由点火器给一次线圈供电，在一次线圈中自感应出200～300伏的电压，它又与二次线圈互感而产生出10000～20000V的高压电，产生的电压大小取决于两线圈的匝数比，再将高压电输送到火花塞点火。点火线圈的通电时间必须足够长，以便建立高压产生电火花。同时，还须使点火线圈和ECU中驱动点火线圈的电路不产生过热。当点火线圈断电瞬间产生电火花的时刻，即是发动机的点火提前角。发动机正常工作时，曲轴每旋转两周产生一次电火花。

虽然电喷摩托车上采用的点火线圈从外表上看与普通点火线圈差不多，但因电控燃油喷射系统的特殊性，点火线圈的初级绕组和次级绕组均与普通摩托车点火线圈存在较大差异。电喷摩托车的点火线圈的电阻值参数一般为：初级绕组值为2.8Ω，次级绕组值为18±1KΩ（从火花塞帽内测量，以各型电喷摩托车使用维护说明书数值为准）。

（6）喷油器

图22

图23

喷油器的作用是定时定量地向发动机进气道急速喷出雾化良好的汽油（如图22所示）。电控燃油喷射系统一般采用的喷油器为轴针式电磁喷油器（如图23所示），它由喷油器外壳、喷嘴、针阀以及套在针阀上的衔铁圈组成，是一个加工精度度非常高的精密器件，在燃油喷射系统的执行机构中，起着极为关键的作用。喷油器喷油量的大小取决于三个因素：① 喷油孔截面积的大小；② 喷油压力；③ 喷油的持续时间。因此，电喷发动机上使用的喷油器，其截面的尺寸已经确定，喷油压力已由汽油泵和压力调节阀控制给定。因此，喷油量的大小，只能由喷油的持续时间来确定。

图24

电喷摩托车一般采用轴针式电磁喷油器，工作过程是：当电磁线圈无电流通过时，其针阀被螺旋弹簧紧压在喷油器喷口处的密封锥形阀座上；当电磁线圈有电流通过时，便产生磁场吸动衔铁向右移动，同时带动针阀从锥形座上上升一个极小的高度（约0.15mm的行程），燃油顶开弹簧的压力从环形间隙中高速喷出，燃油油粒呈雾化状态。待喷油脉冲结束时，其磁场吸力消失，阀针在弹簧力的作用下迅速落到锥形阀座上而终止喷油（如图24所示）。为使燃油充分雾化，针阀前端露出一段喷油轴针，针直径较喷孔略小且稍伸出孔外，因此喷孔能自动清除积炭，不易堵塞。喷油器每次打开的时间极短，约为2～10ms。针阀离开喷嘴的时间愈长，被喷入进气管内的汽油就会愈多，针阀离开喷嘴时间的长短，完全取决于电控单元（ECU）根据接受来的进气量、发动机转速、发动机温度等信号参数处理后进行的有效控制。喷油器的线圈直流阻抗值在20±2℃时为12.25±0.50Ω。

（7）氧传感器

为切实保护环境，减少机动车的尾气排放污染，电喷摩托车上采用了三元催化剂排气净化装置（简称三元催化转换器），它能有效降低排气中（CO）一氧化碳、（HC）碳氢化合物和（NOx）氮氧化合物三种主要的有害成分。实践证明，只有在混合气的空燃比，处于接近理论空燃比的一个狭小范围内，三元催化转换器才能有效地起到净化作用。所以，只有应用氧传感器进行反馈控制，既能确保混合气的空燃比控制比较理想的（14.7：1）附近，又能解决功率、油耗和排气污染之间的矛盾。因此，氧传感器通常与三元催化转换器配合使用，一般装在排气歧管与消声器之间。

图25

氧传感器（如图25所示）利用了Nernst原理，其核心元件是多孔的ZrO2陶瓷管，它是一种固态电解质，两侧面分别烧结上多孔铂（Pt）电极。在一定温度下，由于两侧氧浓度不同，高浓度侧(陶瓷管内侧4)的氧分子被吸附在铂电极上与电子（4e）结合形成氧离子O2-，使该电极带正电，O2-离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧(废气侧)，使该电极带负电, 即产生电势差。当空燃比较低时(浓混合气)，废气中的氧较少，因此陶瓷管外侧氧离子较少，形成1.0V左右的电动势；当空燃比等于14.7时，此时陶瓷管内外两侧产生的电动势为0.4V～0.5V， 该电动势为基准电动势；当空燃比较高时（稀混合气），废气中氧含量较高，陶瓷管内外的氧离子浓度差较小，所以产生电动势很低，接近为零。

图26

氧传感器具有一种特性，在理论空燃比（14.7：1）附近它输出的电压有突变。这种特性被用来检测排气中氧气的浓度并反馈给电脑，以控制空燃比。当实际空燃比变高，在排气中氧气的浓度增加而氧传感器（内部结构如图26所示）把混合气稀的状态（小电动势：O伏）通知ECU。当空燃比比理论空燃比低时，在排气中氧气的浓度降低，而氧传感器的状态（大电动势：1伏）通知（ECU）电脑。ECU根据来自氧传感器的电动势差别判断空燃比的低或高，并相应地控制喷油持续的时间。但是，如氧传器有故障使输出的电动势不正常，（ECU）电脑就不能精确控制空燃比。所以氧传感器还能弥补由于机械及电喷系统其它件磨损而引起空燃比的误差，可以说是电喷系统中唯一有“智能”的传感器。因此，装有氧传感器的闭环电喷系统的摩托车经过一段时间的使用，电喷系统仍能根据发动机的实际情况进行喷油量的修正，不但能较好的控制排放，还能提高电喷摩托车的燃油经济性。氧传感器通常按材料划分为氧化锆式和氧化钛式两种：

①氧化锆式氧传感器

图27

氧化锆式氧传感器（如图27所示）的基本元件是专用陶瓷体（固体电解质），陶瓷体制成试管式的管状，亦称锆管。锆管固定在带有安装螺钉的固定套管中，锆管内外表面都覆盖着一层多孔性的铂膜作为电极。锆管内表面电极与大气相通，外表面则与废气接触。氧传感器的接线端有一个金属保护套，上面开有一孔，用于锆管内表面与大气相通，导线将锆管内表面铂极经绝缘套从传感器引出。

②氧化钛式氧传感器

氧化钛式氧传感器的外形与氧化锆式氧传感器基本相似，但它的体积较小，这种氧传感器的工作原理和氧化锆式氧传感器有很大不同。氧化钛式氧传感器主要利用二氧化钛材料的电阻值，随排气中氧含量的变化而变化的特性而构成的，故又称电阻型氧传感器。

据有关资料介绍，氧传感器端部在排气温度达到300℃以上时，开始起反馈修正作用。当温度上升到约800℃时，对混合气的变化反应最快，反馈效果最好。早期使用的氧传感器依靠排气加热，这种传感器必须在发动机启动数分钟后，才能开始工作，它只有一根接线与ECU连接。现在绝大部分电喷摩托车均使用带加热的氧传感器，其内有一个电加热元件，这种传感器有三根接线与ECU连接，可在发动机启动20～30秒内迅速将氧传感器加热至工作范围。

（8）倾角传感器

图28

为防止摩托车因特殊情况不慎翻倒或过度倾斜，电喷摩托车配置有倾角传感器（如图28所示），其主要作用是检测车身的倾斜角度信号，输送给ECU。当车身倾斜大于预先设定角度时（通常为60°），ECU会立即断开供油电路，使电动燃油泵、喷油器立即停止工作，防止意外事故发生。倾角传感器，是一种用于检测角度的传感器，在角度传感器上有一个孔，用于配合乐高的轴，每当轴转过1/16圈时，角度计数器就进行一次计数，因此可通过最终计数来得到所转角度值。倾角传感器，又名为水平传感器、水平仪、倾角仪，是角度传感器的一种，用于检测系统的水平度，由于双轴倾角传感器可同时完成两个方向的水平度测量，因此可用于检测整个被测面的水平度。倾角传感器根据工作原理的不同可分为“液体摆”式、“固体摆”式和“气体摆”式三种，但这三种倾角传感器都是基于牛顿第二定律的基本理论来完成的。牛顿第二定律告之人们，我们无法在一个系统内部对速度进行测量，但可以对其加速度进行测量，在初速度已知的情况下，可以通过积分的方法得出线速度，进而求得其直线位移，因此倾角传感器实际上是一种利用惯性原理的加速度传感器。而当倾角传感器处于静止状态时，它只受重力的作用，因此其重力垂直轴与传感器灵敏轴间的夹角便为所求倾角。

（编辑：xuyongjie）