摩托车电喷系统介绍

对于汽车电喷系统，联合电子公众号的粉丝们应该都比较熟悉了；摩托车电喷系统在工作原理和系统构成上和汽车电喷系统基本类似；下图为标准配置的单缸摩托车电喷系统示意图：整套电喷系统包括：电子控制器、节气门体总成（含：节气门体，节气门位置传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、怠速执行器等）、喷油器、点火线圈、氧传感器、转速传感器、油泵模块（含：油泵支架、油泵、调压阀、滤清器等）、发动机温度传感器、碳罐阀等。

摩托车电喷系统特点介绍

虽然从系统构成上看，摩托车电喷和汽车电喷几乎没有差异，但是摩托车的特点，决定了二者存在着较大的差别；主要有以下几个方面：

进气道压力波动剧烈

摩托车一般为单缸机（少量为两缸机，其他缸数占比非常低）；常规的汽车发动机一般为直列4缸，节气门后带有稳压腔，然后通过进气歧管分配到各个气缸；如下图所示；单缸摩托车发动机因为没有进气稳压腔，且歧管容积较小，当节气门处于中小开度时，进气道的压力波动非常剧烈；进气冲程因为活塞下行的抽吸作用，歧管压力迅速下降，当进气门关闭后，歧管的压力又逐渐回升；汽车4缸发动机由于稳压腔的作用，加上4个缸均匀分布的进气过程，实际进气道压力基本保持平稳，仅有小幅度波动；二者进气道压力波形对比见下图。

这种大幅度的进气道压力波动，对于电喷系统的相关流量参数（空气流量、燃油喷射量、怠速空气量、碳罐冲洗流量等）的准确计算带来了挑战；摩托车电喷系统需要根据单缸机的特点，量身定做控制算法。（对于每缸均采用分立节气门体的两/多缸机也可以看作是两/多个单缸机的组合，他们的进气道压力的特征类似单缸机）

两/多缸机排气管布置型式多样化

摩托车的排气管是很重要的外观件，根据车辆造型风格的不同，排气管有类似汽车发动机的多缸排气歧管汇总后进入排气总管的方式（催化器和消声器布置在总管）；也有每个缸的排气管（含催化器和消声器）完全独立的方式；这使得排气系统的控制复杂度增加。

发电机功率低，电瓶容量小且容易亏电

在摩托车电喷化之前，供油系统用的是化油器，整车运转时主要是点火系统和灯光系统需要供电；加上有的车型配有脚踏起动装置，即使电瓶亏电，整车也可以通过脚踏而正常起动；应用电喷系统后，由于增加了高压油泵、喷油器、怠速执行器、ECU等的耗电，使得原机的供电平衡存在难题。

举例如下：

传统汽车电喷系统的油泵耗电约3.5A以上，功率约50W以上；汽车电喷用的氧传感器加热功耗约7W；ECU及其它电喷部件耗电约20W；电喷系统总耗电约80W；摩托车发电系统一般采用永磁交流发电机配合整流稳压器工作，其供电能力随发动机转速而变化（如图），转速低时供电能力较弱；在怠速（1500rpm）时供电能力约70W；车辆的大灯及其它电器耗电约50W。

因此使用常规电喷零部件的电喷摩托车如果长期怠速或者低速夜间行驶可能会导致电瓶亏电。需要开发耗电量低的电喷零部件，同时加大发电机能力和提高电瓶容量。对于带脚踏起动杆的车，对电喷系统还有无电瓶起动的需求。

整车空间小

摩托车由于尺寸小，空间紧凑，同时用户又有增大储物空间的需求，因此留给用于安装电喷零部件的空间就更小了；如下图的踏板摩托车：客户需要储物箱空间够大（至少要能容纳下安全头盔），发动机处于储物箱下方，那么安装在发动机上的零部件如喷油器、进气压力传感器、怠速执行器、节气门阀体等高度就要尽量低，否则将难以满足客户需求。

整车价格低

一辆普通的摩托车售价在几千到一万元左右，价格仅为汽车的1/10；但是摩托车电喷系统的零部件数量和汽车相差并不太多（主要减少的是多缸的喷油器和点火线圈，以及现阶段还不需用的后氧传感器）。为了实现摩托车电喷系统的成本尽量低，不能简单借鉴照搬汽车的电喷零部件，需要专门开发适合摩托车的低成本的电喷零部件及系统。

使用及维护环境较差

摩托车用户主要集中在小城市以及广大农村地区、山区；车辆使用环境较恶劣，油品质量有时也难以保证；终端用户对于车辆的定期维护保养也缺乏足够的重视；售后维修条件相对较差，技术人员的能力也相对较弱；为客户提供便捷的故障诊断及维修很有必要。

排放法规需求较低

现阶段的摩托车EU4(国四)仅要求满足OBDI，未要求进行OBDII，因此可以仅使用前氧传感器，暂不需要使用后氧传感器。

联合电子的摩托车电喷系统解决方案

针对上面提到的摩托车电喷系统的难点和特殊需求，联合电子开发了适合摩托车使用的电喷系统。

• 针对进气歧管压力剧烈波动对充气的影响，MSE平台采用进气冲程采样进气压力的基于理想气体方程的速度/密度法的主充气模型；以及节气门开度/转速查表法（带高原修正）的次充气模型；采用等效节流效应的旁通空气量计算法；燃油喷射通过对喷射背压实时采样进行无回油系统流量精确修正；同时我们利用进气压力波动的特殊规律，实现了车辆运行中对环境压力的实时更新。

• 对于采用分立排气管的两缸机，通过在每个排气歧管安装一个氧传感器，实现了分缸空燃比闭环控制；使得每个缸燃烧更充分，排放控制效果更优，同时也提高了燃油经济性水平。

• 为了降低电喷系统的功耗，我们针对摩托车发动机燃油消耗量较小的特点专门开发了小油泵，不仅外形尺寸大为减小，功耗（约1.5A）也远低于汽车常规油泵；专门开发的非加热型小氧传感器，依靠排气温度加热，无需消耗电力，尺寸更小，成本更优；为摩托车量身定做的ECU，其功耗也大为降低。

• 针对摩托车空间小的特点，引入尺寸更小的EV14喷油器替代原有的尺寸较大的EV6喷油器；通过在节气门体总成上使用（进气压力、进气温度、节气门位置）三合一集成式传感器，减少了零部件布置所需空间，同时也降低了接插件的数量和成本；还有上面提到的小油泵、小氧传感器和MSE ECU的应用都大大减少了对安装空间的需求。

• 为了在不牺牲性能的前提下降低系统成本，除了上面提到的专门开发的小型化低成本电喷零部件；联合电子还根据摩托车发动机的特点，通过采用软件算法代替部分传感器的功能，进一步降低了系统成本；如：利用进气压力波动和瞬时转速波动的规律，取消了汽车电喷常用的相位传感器，通过软件方法实现了无相位传感器的快速准确的冲程判断；目前我们也已经开发验证完成了取消进气压力传感器的更低成本系统，该系统通过氧传感器闭环的学习来获取原有的压力传感器所提供的信息；除了已经推向市场的MSE6.0平台，针对占市场主导地位的单缸小排量摩托车市场，联合电子正在开发全新一代的低成本MSE8.0平台，同时也在开发小发动机低成本电喷系统所需的其他电喷零部件。

• 针对摩托车的实际使用环境，联合电子在设计开发摩托车电喷零部件时，提出了更为严格和苛刻的零部件测试验证规范；在ECU的硬件设计及软件功能开发时，更多的考虑恶劣应用环境所可能带来的信号异常，针对性的开发相应的解决方案，提高系统的鲁棒性。

• 虽然现阶段摩托车电喷的要求是OBDI，但考虑到排放法规日益加严的大趋势（欧盟将于2020年执行的EU5法规会引入OBDII，中国也正在开展摩托车国五法规的研究）;基于联合电子在OBDII领域的优势，我们当前的MSE6.0平台以及正在开发的MSE8.0平台，除了能完全满足EU4（国四）法规外，均预留了支持OBDII的条件，能够更好的满足未来的排放法规。

正如在汽车市场的作为，联合电子在摩托车电喷市场中同样秉承环保的理念，一直致力于我国摩托车行业的节能和环保事业，支持整车厂实现节能减排目标。