隨著世界各國節能、環保、安全法規的日益嚴格，以及人們對高性能、高品位、高舒適性摩托車的追求，傳統的開環控制模式已經無法滿足要求。
伴隨電子技術與自動控制技術的飛速發展，各種電控元器件的種類增多，捕捉信息的范圍更廣，精度不斷提高，壽命逐漸增長，價格大幅度下降，使傳統的電控燃油噴射系統正在向微型化、集成化、數字化、智能化、安全化、自動化、低成本化、免維護化和個性化的方向發展。各種先進、完善、可靠的電控燃油噴射系統的專利發明不斷涌現，發展特點主要表現在以下3個方面。
1 由傳統開環控制向更為完善的閉環控制方向發展
傳統開環控制系統的ECU僅根據各傳感器的電信號，修正噴油器的噴油量調整空燃比，但對噴射以后發動機的實際燃燒狀況沒有檢測和實施控制，導致實際效果不十分理想。為此，各種更為完善、可靠的閉環反饋式，包括利用氧傳感器、排氣再循環EGR控制閥、炭罐系統等輸出信號全面控制摩托車的排放系統應運而生。
1.1 更為完善的燃油蒸發污染物排放控制系統
在現代摩托車的排放污染物中，有20%以上的HC來自燃油系統中汽油的蒸發。為此，近年來世界各國正在推廣炭罐系統應用于燃油蒸發污染物排放控制系統，以防止HC蒸發進入大氣，達到保護環境，節約能源的目的。
國外電噴摩托車采用的高性能燃油蒸發排放控制系統，主要由密封式高壓燃油箱、翻車閥、雙通閥、油氣分離器、炭罐和電磁閥等組成。
1.1.1 密封式高壓燃油箱
密封式高壓燃油箱內設計了1個汽油過滿限制裝置，防止燃油溢出。具體方法是在油箱上表面設計1個膨脹油箱，容積約為整個油箱的1/10。膨脹油箱的上表面設置多排節流孔，孔徑大小和數量根據油箱加滿后，燃油通過節流孔15min充滿膨脹油箱為原則設計。
加裝膨脹油箱后，加滿油時實際上膨脹油箱并未充滿，當汽油經過15min充滿膨脹油箱后，油箱就有小部分空間，即使車輛在顛簸、上下坡時，燃油也不會潑灑出來。當車輛停放在陽光下溫度升高時，膨脹油箱就為膨脹的燃油及燃油蒸氣提供了貯存空間。可見密封式高壓油箱是防止燃油浪費，造成大氣污染的必備裝置。
1.1.2 翻車閥
翻車閥功能是保證摩托車即使在意外翻滾90º~180º的情況下，燃油箱內燃油既不外泄，也不流入炭罐。
翻車閥主要由殼體、密封圈、彈簧、浮子式閥芯和針閥等組成。浮子式閥芯處于殼體內中央，外部呈圓筒形，底部有一筒形凹入部，從該筒形凹入部向下設置用以套設彈簧的圓凸棒。浮子上端中央設有針閥，外殼上部呈圓筒形，下部外側呈倒錐臺形，在倒錐臺殼體部分開有4條縱向通道，殼體上端設有與炭罐相連的蒸氣出口，下端設有與油箱相連的蒸氣入口。通常情況下，翻車閥外于立正位置時，蒸氣出口和入口始終互通。
當燃油箱翻滾90º~180º后，浮子式閥芯在重力和彈簧彈力的共同作用下將針閥孔完全堵死，有效地防止燃油從針閥流出，減少著火燒車的可能性，大大降低翻車事故帶來的危害和損失。
翻車閥一般與油箱排氣口一體布置在油箱最高點，能有效防止摩托車傾覆后液態燃油從油箱經油管、雙通閥和油氣分離器進入活性炭罐，造成活性炭失效。
1.1.3 雙通閥
雙通閥是一個雙向互通的閥門，是保持油箱內壓力平衡的關鍵部件，因此也稱保壓閥，主要由殼體、復位彈簧、閥體、閥芯和密封圈組成，雙通閥上蓋一端接燃油箱，殼體一端接炭罐，不能接錯。
雙通閥的工作原理是：當環境氣溫升高時，燃油箱內產生汽油蒸氣形成正壓，進入雙通閥內的高壓汽油蒸氣克服復位彈簧的彈力，推動閥芯下移關閉閥體上的進氣孔，高壓汽油蒸氣沿閥體外側縫隙進入炭罐，被活性炭吸附，當環境氣溫下降，燃油箱內的汽油蒸氣凝結，形成負壓時，空氣通過炭罐底部的進氣口進入活性炭罐，對活性炭吸附的HC進行脫附，形成負壓較高的HC混合氣進入雙通閥。此時，由于接油箱一端為負壓，而與炭罐連接的一端為壓力較高的大氣壓，于是在復位彈簧的彈力和HC混合氣正壓的共同作用下，推動閥芯上行，打開閥體上的進氣孔，進入燃油箱補氣。
雙通閥較為關鍵的原因有2個：1）如果燃油箱形成負壓時不通，發動機工作時將發生燃油箱吸癟或發動機熄火現象；2）燃油箱內形成正壓時，雙通閥的開啟壓力過大，如大于3.63kPa，通氣性能檢測便達不到GB20998-2007標準要求。因此，如果需要更換雙通閥時，一定要選擇與原車相同的規格型號。
1.1.4 油氣分離器
油氣分離器是抑制油箱的液態油注入活性炭罐的最后部件。所有的燃油蒸發污染物排放控制系統都需要一個或幾個燃油蒸氣分離器，簡稱油氣分離器。可布置在從油箱到活性炭罐的燃油蒸氣管道上，也可集成在炭罐內部。油氣分離器不僅可以抑制油箱的液態油流入活性炭罐，而且還能凝結燃油蒸氣，在炭罐為油箱補氣時再將油氣分離器里的液態油返回油箱或通過補氣氣流將液態油重新汽化帶回油箱。
油氣分離器種類較多，如重力分離型、碰撞聚結型、旋流分離型、旋轉膨脹型等，基本原理都相似。以碰撞聚結型為例，其結構主要由外殼、擋板、濾網和單向閥等組成。當含有汽油分子的混合氣進入分離器后，噴灑在擋板上，經擴散后質量較大的汽油顆粒依靠自身的重力沿擋板下滑至分離器的底部凝結儲存，當炭罐為油箱補氣時，再經單向閥重新返回油箱或通過補氣氣流將液態油重新汽化帶回油箱；質量較小的汽油蒸氣則從上部蒸氣出口，進入活性炭罐，供活性炭吸附。
1.1.5 炭罐
炭罐是燃油蒸發排放控制系統的核心部件，其性能的好壞直接關系到整個燃油蒸發排放控制系統性能的優劣。炭罐的結構設計是影響炭罐性能很重要的因素，主要包括活性炭的利用效率、炭罐通氣阻力、炭罐外形尺寸和多功能性等因素。
活性炭罐的結構主要由外殼、活性炭和過濾材料等組成。
外殼必須采用機械強度高、抗老化性能好的輕質材料，如尼龍等，并采用旋熔技術對炭罐密封，使殼體耐久性達到與新車同壽命的設計要求。外殼上有3個連接孔，上方的吸附口與油箱相連，脫附口與發動機進氣歧管相連；下方的通氣口與大氣相通。
活性炭的主要性能指標應滿足炭罐的工作能力要求，劣化率達10%以上，使炭罐達到或超過新車的使用年限。
上下兩端的過濾材料主要用于過濾空氣，防止灰塵等雜質進入炭罐。影響炭罐結構性能的原因主要有如下4點：
a) 長細比（長度與直徑或寬度之比）。一般而言，在裝活性炭容積相同的情況下，長細比大的工作能力大，最佳值為3.5左右。
b) 多功能性。為了節省空間，減少安裝復雜性，可將多種功能集成到炭罐內（如可將油氣分離器、電磁閥等集成到炭罐內）。
c) 外觀。為確保外形美觀大方，一般設計成圓柱形；當安裝空間不規則時，也可設計異形炭罐以滿足炭罐容積及系統其他性能要求。
d) 安裝位置。炭罐不能直接在陽光下暴曬，也不能安裝在溫度很高的發動機氣缸附近。環境溫度過高，炭罐易于飽和，通大氣口容易竄出汽油蒸氣，出現汽油味。當環境溫度達到45℃恒溫時幾乎沒有蒸發。此時PV./T=常數，亦即溫度T和壓力P不變，體積V也不變，因此沒有汽油蒸氣進入炭罐，蒸發和凝結處于動態平衡狀態。總之環境溫度高時工作容量的指標GWC會下降，環境溫度下降時GWC會上升。
1.1.6 電磁閥
電磁閥的功用是按照ECU的指令接通電磁線圈，打開電磁閥，對炭罐進行脫附，為發動機補氣。電磁閥的開閉完全受ECU的控制，結構主要由殼體、電磁線圈、回位彈簧、閥體、閥門和上蓋等組成。
常閉式電磁閥的工作原理：當點火開關關閉時，即發動機不工作時電磁閥關閉，炭罐僅吸收來自燃油箱的燃油節氣；當點火天關接通，發動機起動后，ECU立即對電磁閥實施控制；ECU根據發動機溫度、轉速、節氣門開度等信號，通過分析、比較、運算，適時發出指令接通或切斷電磁閥電磁線圈電流。
當ECU接通電磁閥電磁線圈時，電磁閥打開，炭罐脫附口與發動機進氣歧管連通，在發動機進氣管真空度或負壓的影響下，源源不斷的空氣從炭罐底部的通氣口吸入炭罐，經炭罐底部的過濾材料過濾后，形成干凈的空氣流帶走活性炭粒表面燃油分子，并經管道送入發動機燃燒室燃燒。當ECU控制電磁閥電磁線圈斷電后，電磁閥立即關閉，切斷炭罐脫附口與發動機進氣歧管的連接，此時無法對發動機補氣。
1.1.7 ECU控制的脫附過程
車輛一旦起動，整個燃油蒸發排放控制系統就開始工作：一方面按照發動機不工作時的控制狀態對燃油箱不斷進行吸附、補氣循環過程；另一方面，電磁閥開始工作，ECU通過對電磁閥的控制，對發動機補氣。如果ECU控制電磁閥開啟，則在進氣歧管真空吸力的作用下，空氣從炭罐下方進入，經過活性炭后再從炭罐的出口進入發動機進氣歧管，把吸附在活性炭上的汽油分子送入發動機燃燒。
進入進氣歧管的燃油蒸氣量是需要加以控制的，以防破壞正常的空燃比，影響發動機的動力性能。這一控制過程由ECU根據發動機的溫度、轉速、節氣門開度等運行參數，通過操縱控制電磁閥的開、閉來實現。
1.2 更為先進的閉環反饋式電控燃油噴射系統
典型的閉環反饋式電控燃油噴射系統結構。車輛行駛過程中，ECU根據節氣門位置傳感器、進氣絕對壓力傳感器、進氣溫度傳感器、水溫傳感器、轉速傳感器、氧傳感器以及EGR閥位置傳感器等7個傳感器傳來的信號，通過取樣分析、比較、運算后，精確控制噴油器的噴油正時和噴油量，控制EGR控制閥的開度，從而使整個電控系統的控制水平提升到一個新臺階。
系統中的氧傳感器是用來檢測排氣中氧的濃度，然后反饋給ECU判斷發動機的實際燃燒狀況，不斷修正噴油量，精細調整空燃比在各種實際運行工況下均收斂于理論空燃比14.7：1附近，使混合氣燃燒更充分。
系統中的排氣再循環（EGR）裝置，是將一小部分廢氣從排氣管引入進氣管，人為地使新氣中的廢氣量增加（即加大氣缸中的余氣系數），使火焰溫度及火焰傳播速度都迅速下降，對NOX的凈化作用非常明顯。在理論空燃灰比 14.7時，20%的廢氣再循環量可使燃氣中的NOX下降70%，而單位燃油消耗量只增加3%；另一作用是可充分利用部分高溫排放氣體加熱混合氣，特別是中低速時能促使燃料的充分霧化，大幅度提高發動機的中、低速性能，使發動機運轉穩定，更加接近稀薄燃燒方式，避免出現中低速時的“轉矩谷”和“功率谷”。（待續）
伴隨電子技術與自動控制技術的飛速發展，各種電控元器件的種類增多，捕捉信息的范圍更廣，精度不斷提高，壽命逐漸增長，價格大幅度下降，使傳統的電控燃油噴射系統正在向微型化、集成化、數字化、智能化、安全化、自動化、低成本化、免維護化和個性化的方向發展。各種先進、完善、可靠的電控燃油噴射系統的專利發明不斷涌現，發展特點主要表現在以下3個方面。
1 由傳統開環控制向更為完善的閉環控制方向發展
傳統開環控制系統的ECU僅根據各傳感器的電信號，修正噴油器的噴油量調整空燃比，但對噴射以后發動機的實際燃燒狀況沒有檢測和實施控制，導致實際效果不十分理想。為此，各種更為完善、可靠的閉環反饋式，包括利用氧傳感器、排氣再循環EGR控制閥、炭罐系統等輸出信號全面控制摩托車的排放系統應運而生。
1.1 更為完善的燃油蒸發污染物排放控制系統
在現代摩托車的排放污染物中，有20%以上的HC來自燃油系統中汽油的蒸發。為此，近年來世界各國正在推廣炭罐系統應用于燃油蒸發污染物排放控制系統，以防止HC蒸發進入大氣，達到保護環境，節約能源的目的。
國外電噴摩托車采用的高性能燃油蒸發排放控制系統，主要由密封式高壓燃油箱、翻車閥、雙通閥、油氣分離器、炭罐和電磁閥等組成。
1.1.1 密封式高壓燃油箱
密封式高壓燃油箱內設計了1個汽油過滿限制裝置，防止燃油溢出。具體方法是在油箱上表面設計1個膨脹油箱，容積約為整個油箱的1/10。膨脹油箱的上表面設置多排節流孔，孔徑大小和數量根據油箱加滿后，燃油通過節流孔15min充滿膨脹油箱為原則設計。
加裝膨脹油箱后，加滿油時實際上膨脹油箱并未充滿，當汽油經過15min充滿膨脹油箱后，油箱就有小部分空間，即使車輛在顛簸、上下坡時，燃油也不會潑灑出來。當車輛停放在陽光下溫度升高時，膨脹油箱就為膨脹的燃油及燃油蒸氣提供了貯存空間。可見密封式高壓油箱是防止燃油浪費，造成大氣污染的必備裝置。
1.1.2 翻車閥
翻車閥功能是保證摩托車即使在意外翻滾90º~180º的情況下，燃油箱內燃油既不外泄，也不流入炭罐。
翻車閥主要由殼體、密封圈、彈簧、浮子式閥芯和針閥等組成。浮子式閥芯處于殼體內中央，外部呈圓筒形，底部有一筒形凹入部，從該筒形凹入部向下設置用以套設彈簧的圓凸棒。浮子上端中央設有針閥，外殼上部呈圓筒形，下部外側呈倒錐臺形，在倒錐臺殼體部分開有4條縱向通道，殼體上端設有與炭罐相連的蒸氣出口，下端設有與油箱相連的蒸氣入口。通常情況下，翻車閥外于立正位置時，蒸氣出口和入口始終互通。
當燃油箱翻滾90º~180º后，浮子式閥芯在重力和彈簧彈力的共同作用下將針閥孔完全堵死，有效地防止燃油從針閥流出，減少著火燒車的可能性，大大降低翻車事故帶來的危害和損失。
翻車閥一般與油箱排氣口一體布置在油箱最高點，能有效防止摩托車傾覆后液態燃油從油箱經油管、雙通閥和油氣分離器進入活性炭罐，造成活性炭失效。
1.1.3 雙通閥
雙通閥是一個雙向互通的閥門，是保持油箱內壓力平衡的關鍵部件，因此也稱保壓閥，主要由殼體、復位彈簧、閥體、閥芯和密封圈組成，雙通閥上蓋一端接燃油箱，殼體一端接炭罐，不能接錯。
雙通閥的工作原理是：當環境氣溫升高時，燃油箱內產生汽油蒸氣形成正壓，進入雙通閥內的高壓汽油蒸氣克服復位彈簧的彈力，推動閥芯下移關閉閥體上的進氣孔，高壓汽油蒸氣沿閥體外側縫隙進入炭罐，被活性炭吸附，當環境氣溫下降，燃油箱內的汽油蒸氣凝結，形成負壓時，空氣通過炭罐底部的進氣口進入活性炭罐，對活性炭吸附的HC進行脫附，形成負壓較高的HC混合氣進入雙通閥。此時，由于接油箱一端為負壓，而與炭罐連接的一端為壓力較高的大氣壓，于是在復位彈簧的彈力和HC混合氣正壓的共同作用下，推動閥芯上行，打開閥體上的進氣孔，進入燃油箱補氣。
雙通閥較為關鍵的原因有2個：1）如果燃油箱形成負壓時不通，發動機工作時將發生燃油箱吸癟或發動機熄火現象；2）燃油箱內形成正壓時，雙通閥的開啟壓力過大，如大于3.63kPa，通氣性能檢測便達不到GB20998-2007標準要求。因此，如果需要更換雙通閥時，一定要選擇與原車相同的規格型號。
1.1.4 油氣分離器
油氣分離器是抑制油箱的液態油注入活性炭罐的最后部件。所有的燃油蒸發污染物排放控制系統都需要一個或幾個燃油蒸氣分離器，簡稱油氣分離器。可布置在從油箱到活性炭罐的燃油蒸氣管道上，也可集成在炭罐內部。油氣分離器不僅可以抑制油箱的液態油流入活性炭罐，而且還能凝結燃油蒸氣，在炭罐為油箱補氣時再將油氣分離器里的液態油返回油箱或通過補氣氣流將液態油重新汽化帶回油箱。
油氣分離器種類較多，如重力分離型、碰撞聚結型、旋流分離型、旋轉膨脹型等，基本原理都相似。以碰撞聚結型為例，其結構主要由外殼、擋板、濾網和單向閥等組成。當含有汽油分子的混合氣進入分離器后，噴灑在擋板上，經擴散后質量較大的汽油顆粒依靠自身的重力沿擋板下滑至分離器的底部凝結儲存，當炭罐為油箱補氣時，再經單向閥重新返回油箱或通過補氣氣流將液態油重新汽化帶回油箱；質量較小的汽油蒸氣則從上部蒸氣出口，進入活性炭罐，供活性炭吸附。
1.1.5 炭罐
炭罐是燃油蒸發排放控制系統的核心部件，其性能的好壞直接關系到整個燃油蒸發排放控制系統性能的優劣。炭罐的結構設計是影響炭罐性能很重要的因素，主要包括活性炭的利用效率、炭罐通氣阻力、炭罐外形尺寸和多功能性等因素。
活性炭罐的結構主要由外殼、活性炭和過濾材料等組成。
外殼必須采用機械強度高、抗老化性能好的輕質材料，如尼龍等，并采用旋熔技術對炭罐密封，使殼體耐久性達到與新車同壽命的設計要求。外殼上有3個連接孔，上方的吸附口與油箱相連，脫附口與發動機進氣歧管相連；下方的通氣口與大氣相通。
活性炭的主要性能指標應滿足炭罐的工作能力要求，劣化率達10%以上，使炭罐達到或超過新車的使用年限。
上下兩端的過濾材料主要用于過濾空氣，防止灰塵等雜質進入炭罐。影響炭罐結構性能的原因主要有如下4點：
a) 長細比（長度與直徑或寬度之比）。一般而言，在裝活性炭容積相同的情況下，長細比大的工作能力大，最佳值為3.5左右。
b) 多功能性。為了節省空間，減少安裝復雜性，可將多種功能集成到炭罐內（如可將油氣分離器、電磁閥等集成到炭罐內）。
c) 外觀。為確保外形美觀大方，一般設計成圓柱形；當安裝空間不規則時，也可設計異形炭罐以滿足炭罐容積及系統其他性能要求。
d) 安裝位置。炭罐不能直接在陽光下暴曬，也不能安裝在溫度很高的發動機氣缸附近。環境溫度過高，炭罐易于飽和，通大氣口容易竄出汽油蒸氣，出現汽油味。當環境溫度達到45℃恒溫時幾乎沒有蒸發。此時PV./T=常數，亦即溫度T和壓力P不變，體積V也不變，因此沒有汽油蒸氣進入炭罐，蒸發和凝結處于動態平衡狀態。總之環境溫度高時工作容量的指標GWC會下降，環境溫度下降時GWC會上升。
1.1.6 電磁閥
電磁閥的功用是按照ECU的指令接通電磁線圈，打開電磁閥，對炭罐進行脫附，為發動機補氣。電磁閥的開閉完全受ECU的控制，結構主要由殼體、電磁線圈、回位彈簧、閥體、閥門和上蓋等組成。
常閉式電磁閥的工作原理：當點火開關關閉時，即發動機不工作時電磁閥關閉，炭罐僅吸收來自燃油箱的燃油節氣；當點火天關接通，發動機起動后，ECU立即對電磁閥實施控制；ECU根據發動機溫度、轉速、節氣門開度等信號，通過分析、比較、運算，適時發出指令接通或切斷電磁閥電磁線圈電流。
當ECU接通電磁閥電磁線圈時，電磁閥打開，炭罐脫附口與發動機進氣歧管連通，在發動機進氣管真空度或負壓的影響下，源源不斷的空氣從炭罐底部的通氣口吸入炭罐，經炭罐底部的過濾材料過濾后，形成干凈的空氣流帶走活性炭粒表面燃油分子，并經管道送入發動機燃燒室燃燒。當ECU控制電磁閥電磁線圈斷電后，電磁閥立即關閉，切斷炭罐脫附口與發動機進氣歧管的連接，此時無法對發動機補氣。
1.1.7 ECU控制的脫附過程
車輛一旦起動，整個燃油蒸發排放控制系統就開始工作：一方面按照發動機不工作時的控制狀態對燃油箱不斷進行吸附、補氣循環過程；另一方面，電磁閥開始工作，ECU通過對電磁閥的控制，對發動機補氣。如果ECU控制電磁閥開啟，則在進氣歧管真空吸力的作用下，空氣從炭罐下方進入，經過活性炭后再從炭罐的出口進入發動機進氣歧管，把吸附在活性炭上的汽油分子送入發動機燃燒。
進入進氣歧管的燃油蒸氣量是需要加以控制的，以防破壞正常的空燃比，影響發動機的動力性能。這一控制過程由ECU根據發動機的溫度、轉速、節氣門開度等運行參數，通過操縱控制電磁閥的開、閉來實現。
1.2 更為先進的閉環反饋式電控燃油噴射系統
典型的閉環反饋式電控燃油噴射系統結構。車輛行駛過程中，ECU根據節氣門位置傳感器、進氣絕對壓力傳感器、進氣溫度傳感器、水溫傳感器、轉速傳感器、氧傳感器以及EGR閥位置傳感器等7個傳感器傳來的信號，通過取樣分析、比較、運算后，精確控制噴油器的噴油正時和噴油量，控制EGR控制閥的開度，從而使整個電控系統的控制水平提升到一個新臺階。
系統中的氧傳感器是用來檢測排氣中氧的濃度，然后反饋給ECU判斷發動機的實際燃燒狀況，不斷修正噴油量，精細調整空燃比在各種實際運行工況下均收斂于理論空燃比14.7：1附近，使混合氣燃燒更充分。
系統中的排氣再循環（EGR）裝置，是將一小部分廢氣從排氣管引入進氣管，人為地使新氣中的廢氣量增加（即加大氣缸中的余氣系數），使火焰溫度及火焰傳播速度都迅速下降，對NOX的凈化作用非常明顯。在理論空燃灰比 14.7時，20%的廢氣再循環量可使燃氣中的NOX下降70%，而單位燃油消耗量只增加3%；另一作用是可充分利用部分高溫排放氣體加熱混合氣，特別是中低速時能促使燃料的充分霧化，大幅度提高發動機的中、低速性能，使發動機運轉穩定，更加接近稀薄燃燒方式，避免出現中低速時的“轉矩谷”和“功率谷”。（待續）
