摩托车电喷由哪几个系统组成（浅谈摩托车电喷系统早期发展史）

有一个俗语不知各位车友是否都听说过，叫“战争催生技术”。

因此最早的发动机电喷技术肯定也不是最先应用在摩托车上的，自从1885年戴姆勒与迈巴赫共同研制了人类历史上第一台摩托车Bad Cannstatt至到1920年，德国博世等企业开始在柴油机上使用燃油喷射系统。这是早期的机械喷射系统，无电子控制，只是供油方式由传统化油器改为喷射系统。1925年由瑞典工程师乔纳斯·海瑟尔曼研制出人类历史上第一台汽油喷射发动机。之后随着航空技术的发展，到了第二次世界大战期间，主要的几个参战国家均研制出了在飞机上装配的技术更先进的汽油与柴油喷射发动机，如德国容克210、奔驰DB601 BMW801，日本三菱的KINESI（金星）、KASEI（火星）。

KINESI(金星）40发动机

KASEI(火星）发动机

通过战争的实际考验，证明了燃油喷射的活塞发动机具有化油器式发动机无法比拟的优势。化油器会因为飞机翻滚等机动动作导致油面不平稳，引起混合气浓度异常，严重的会导致发动机熄火。同时，喷射系统对于高空的低氧及低气压环境适应能力远比化油器好。劳斯莱斯马林R3350发动机，就是波音公司配备在B29高空轰炸机上的，该飞机的飞行高度傲居活塞螺旋浆飞机的前位。

劳斯莱斯R3350发动机

1940年阿尔法罗密欧公司在米格里拉汽车上试验了第一种电子控制的燃油喷射系统。一直到第二次世界大战结束，德国博世公司于1952 年在Goliath GP700 和Gutbrod Superior 600两种量产汽车上首次使用燃油喷射系统。

宝沃Goliath GP700轿车

经过漫长的发展及经历了20世纪60年代末的石油危机时代，各国都意识到燃油喷射是活塞发动机向大功率与更环保的方向发展的必然趋势。1980年美国摩托罗拉公司生产了世界上第一种正真意义上的电喷控制系统（ECU）。20世纪80年代开始，环保法规日趋严格，特别以美国最为严格，因此欧洲与日本的摩托车生产厂家开始了电喷发动机的研制。KAWASAKI（川崎）是最早在量产车上使用电喷系统的日本厂家。1980 年 KAWASAKI 的KZ1000G开始装备电喷系统。

川崎的KZ1000

KZ1000G是基于Z1车架，配套的节气门体非常巨大，用来改善最高车速。次年 KZ1100B，也就是众所周知的 GPZ1100 登场，该车也配备了电喷系统。搭载的电喷系统为L-Jetronic系统，这套系统由德国博士生产，为1970年的大众风冷发动机及日本Datsun（尼桑公司前身）的Z系列传奇跑车配备的。因为这套系统是为汽车配用的，所以与摩托车的发动机配套不是很完善。因此日本米库尼公司改进了节气门体，制作了体积更小的空气流量计（VAF）。空气流量计是用来判断发动机进气量的测量装置。这种装置设计体积较大，现在已经在摩托车上被淘汰。但是国内摩友依旧有认识误区，认为电喷摩托车上就是和汽车一样，使用了空气流量计。空气流量计分为两种，一种是阀门式，另一种是电热丝式。当时的GPZ1100使用的是阀门式空气流量计，其测算精度比较差，机械装置惯性大，导致测量数据滞后性大。

川崎的GPZ1100

关于阀门式空气流量计结构如下图：

1 阻尼腔， 2 阻尼阀门 ，3 空气出口 ，4 旁通道调节螺丝（怠速螺丝），5 旁通空气道，6 主进气道 ，7 空气阀片， 8 空气进口 ，9 空气温度传感器， 10 7PIN口，11 位置计量 ，12 复位弹簧， 13 配重 ，14 全开位置开关。

当时GPZ1100上安装了一个汽油泵，一条燃油喷射轨道。ECU 部分很简单，通过 VAF 传感器得知进气流量，以控制混合比。通过发动机温度传感器得知发动机温度，进行冷车混合比控制。ECU不会通过发动机转速修正喷油脉宽时间，只是有个简单的喷油MAP图在PROM里（可编程只读记忆体）。点火时间则由发动机转速控制。因为这套系统过于原始，KAWASAKI 在 1982 年改进了 ECU，采用了全新思路设计的电喷系统，这套系统也是现代日系电喷车的里程碑作品，基本决定了今后电喷车的发展方向。

ECU的改进其实也得益于当年日本集成电路工业的飞跃发展，当时的东芝、日立等日本微电子领域的领头企业已经跻身世界一流芯片制造厂家，由此，日本摩托车企业才可以大展拳脚。所以摩托车是个综合技术的产物，不光是发动机制作得好就可以了。1982年的这套系统一直延续到 1988 年，并在 KAWASAKI 三个旗舰产品（GPZ1100、VOYAGER1300、GPZ750-TURBO）上使用。这套系统由ECU燃油系统、传感器、OBD诊断系统组成。

当初的VOYAGER1300

这三款车的ECU使用日立公司生产的6801 8bit主芯片，内含4K的EEPROM（可电擦写只读记忆体）与128字节的RAM。这个芯片在当年的先进程度相当于现在在摩托车上使用最顶尖的PC机主芯片，代价也是非常高的。所以这也成为滞后电喷技术发展的瓶颈。成产成本过于高了。这也是首次在摩托车上使用含 EEPROM 与 RAM 的微芯片。系统时钟频率为 1MHz（不是 CPU运算速度），有4 个I/O 端口。ECU 配备了 OBD（故障自我诊断）系统，含7 个闪码代表故障码。

GPZ750

在1982年，这可以说是堪比汽车的设计，技术已经超越了同时代的先进汽车。OBD系统通过表头上发光二极管提供闪码描述故障代码。KAWASAKI称这套系统为DFI（数字燃油喷射系统），ECU采用的是ALPHA-N原理。ALPHA-N原理就是指ECU采用TPS（节气门位置）与RPM（发动机转速）为两个轴做表格，决定点火提前角。

这也是首次使用TPS节气门位置传感器，之后的日系车都以此传感器结构为标准。当时的TPS传感器较为原始，基本是个起开关作用的传感器。准确地说应该是节气门位置开关。其主要是让ECU判断节气门处于什么位置，其共分三挡：怠速挡，工作区域挡和最高开度挡。TPS 与油门拉线连接，转动油门，TPS 与节气门同步转动。节气门体上不设置进气温度传感器，进气温度传感器作为独立的设计装置，配置在车辆上。因为 GPZ750 涡轮版本是比赛用车辆，所以 KAWASAKI 首次在车辆上引入了模式选择概念。断开 IAT 传感器的任何一根信号线，车辆出现33号故障代码，ECU自动进入“比赛模式”。这个模式在美国从未被正式宣传过，因为受限于法律与环保因素。实际使用是非常有效果的，车辆加速会变得非常凌厉。对比使用化油器的KZ系列车种，使用电喷系统的车在燃油经济性与环保上均有不俗表现。

1983年SUZUKI（铃木）公司推出了XN85、675mL的涡轮增压摩托车，也采用了电喷系统，设计上与早期的KAWASAKI采用的德国博士公司的L-Jetronic系统一致。唯一的改进是增加了大气压力传感器MAP。MAP传感器也只对于点火进行修正，没有参与燃油修正。电喷系统由当时的NIPPONDENSO（日本电装公司如今的DENSO公司，日本最大的汽车配套电子企业）提供。喷射系统改进上主要是：高转速时电动喷嘴自动切换工作模式，在高转速时喷嘴由发动机转一圈就喷射改为转两圈再喷射。一直到1990年“涡轮之战”结束。SUZUKI从此结束了这套电喷系统的生产。

SUZUKI XN85

1982年HONDA（本田）开始销售CX500涡轮增压摩托车。当时的HONDA电喷系统命名为CFI系统。HONDA的这台车也非常有特色，首次在电喷系统上引入了凸轮轴位置传感器。这让 ECU 可以进行气门的相位判断，不需要像以前的车那样单纯地只用曲轴位置判缸，而且凸轮轴上设置传感器更合理。由于气门配气机构，多数车都使用链条驱动，链条本身会发生金属疲劳导致的拉长现象，导致配气正时发生轻微偏移，这点在曲轴上是无法察觉的。ECU根据凸轮位置，就可以轻易判断出气门所处的位置，从而更精确地控制喷油与点火的提前角。CX500也是世界首次引入共振腔进气系统的摩托车，大大改善了涡轮工作时期的输出顺畅性。与当时的主流设计不同，HONDA采用了自动旁通道空气阀门控制怠速与冷车启动（俗话说就是自动风门系统，该系统一直沿用到现在，除了类似GL和2008年后CBR1000RR等采用自动怠速阀门的车），旁通阀工作时ECU内部的MAP有对应的修正参数。和现代摩托车一样，这套电喷系统还配备了速度/气压MAP检测系统，可以在节气门开度较小情况下，调整点火时间。HONDA在这套系统还开始尝试车辆的自检。当你打开钥匙未启动发动机，你可以听到燃油喷射系统的自检声，用来确定车辆是否准备完毕。

HONDA CX500

这个时期的日本厂家奠定了现代电喷摩托车的发展方向。KAWASAKI 作为第一个尝试的厂家，最后开发了完全匹配摩托车发动机的电喷系统。HONDA作为后来者，起点非常高，直接开发了针对摩托车的电喷系统，显示了其超前的眼光与技术先进。但从“涡轮之战”结束后，日本厂家又回到了化油器车，化油器车还是能满足当时 10 年的环保要求。加之当时计算机技术的限制，与硬件的高昂成本，利润空间太小。涡轮时代的终结是必然趋势，历史证明了涡轮用于摩托车上使发动机输出动力极其不均匀，对于驾驶者要求过高，只适合直线加速比赛，对于普通道路使用，涡轮传递的车太危险了。不过“涡轮之战”为日本的电子配套企业累积了大量技术储备，也让日本电子企业步入了世界电喷配套企业的行列，打破了美国与德国的垄断局面。之后，日本电喷技术进入了冬眠期，一直到20世纪90年代末期至2000年后，环保法规的不断升级，逼迫日本厂家再次挖出家底，重新开始了电喷车的生产。

同时期的欧洲也开始了摩托车的电喷之路。1983年BMW开始在其K100系列纵置4缸发动机上套用了BMW 3系轿车的博世LE-Jetronic。1985年BMW在K75上沿用了改进的博世LE-Jetronic系统。LE-Jetronic系统与L-Jetronic十分相似，基本工作原理一致，采用一个VAF空气流量计。

BMW K100

DUCATI 杜卡迪则在 1980 年在其比赛用的摩托车上开始电喷系统的运用。当时这款DUGATI851 型摩托车，采用的是V2 90 度水冷的851 发动机。DUCATI 早期一直使用Magneti Marelli（马瑞利）的电喷系统，该厂家同时也为菲亚特及法拉利提供电喷系统。当时使用的这套系统达到了世界先进水准，ECU可以进行MAP编程工作，这也是世界上第一套可以进行MAP编辑的摩托车电喷系统。近几年DUCATI也开始采用其他厂家的ECU电喷系统了。

DUGATI 851

凯旋作为英国最后的摩托车制造公司，也在 2000 年左右开始了电喷摩托车设计。1997年的街车SPEED TRIPLE 已经开始电喷化了。凯旋最早是找SAGEM 制作了MC1000 系统。这套系统奠定了凯旋的电喷风格，具备自动怠速调节系统及冷启动风门结构，还配备了完整的OBD系统，以汽车上标准的16针OBD接口为诊断口。之后凯旋采用了日本京宾的电喷系统。现在凯旋的主要车种配备的电喷系统都是京宾的系统。凯旋有个滑稽的现象是：因为早期生产过4缸摩托车，后转向3缸摩托车。所以其大线上会发现在3缸发动机上多了个喷嘴接口。这也是小厂压缩生产成本导致的。3缸4缸车大线通用。

YAMAHA（雅马哈）则是最晚进入电喷时代的厂家了。20世纪80年代YAMAHA才开始在GTS1000 上尝试了电喷系统。进入90 年代YAMAHA 在其比赛用的YZF-R7 750mL 的超级跑车上使用的电喷系统为日后的标准形式。

YAMAHA R7（YZF-R7）

一直到2003年，YAMAHA才在其YZF-R1上使用了带真空膜结构的电喷系统（首次在大规模量产车上使用电喷）。这也是个很特别的设计。一般电喷摩托车的电喷体是不带真空膜结构的。但YAMAHA或许当时是因为想要过渡一下，或者是想独立搞个比较特别的系统才设计了这么个很奇怪的东西。从其外观来看和普通化油器没有差别，从原理来看应该是加强了中低转速区域过度，让发动机出力更平顺。类似结构KAWASAKI在GP车上使用过，但也只是昙花一现。

YAMAHA R1（YZF-R1）

YAMAHA当时想摆脱日本两大摩托车化油器及电喷系统供应商（米库尼与京宾），曾经找过其他厂家合作开发电喷系统，在小排量摩托车上就使用过类似结构。2003年的那款真空膜结构的电喷系统只生产了一年，就被2004年款的YZF-R1取代了。2004年的YZF-R1采用了传统的结构。之后的YAMAHA一直未在大型车辆上使用过真空膜结构的电喷系统了。

哈雷在1995年开始大规模生产电喷摩托车。其特色是采用alpha-N原理的MAP。早期哈雷采用的是与 DUCATI 一样的电喷供应商Magneti Marelli（马瑞利）的产品。但在2002年后哈雷开始向Delphi（德尔福）采购电喷系统。Delphi（德尔福）本身也为通用汽车等大汽车集团提供电喷系统。这期间发生的重大改变是加入了MAP传感器。MAP传感器可以将发动机负荷情况告知ECU。之后，哈雷又开始使用speed density原理的电喷系统了。

至此进入21世纪以后，因全世界环保法案不断地严格，电喷摩托车的生产被全球各大厂商放在首要位置，我国也于2018年大量上马电喷摩托车的生产。

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