Historia wtrysku paliwa w motocyklach sięga 1973 roku, kiedy niemiecki producent – firma Münch – zastosował go w swoim modelu TTS/E. Była to maszyna dość szczególna, bo wykonywana ręcznie w liczbie 30 sztuk miesięcznie. Silnik o pojemności 1200 cm3 dzięki temu zasilaniu osiągał moc 100 KM. Był to system całkowicie mechaniczny, który nie wymagał praktycznie żadnego wsparcia ze strony elektroniki.

Dalszy rozwój systemów zasilania szedł w parze z coraz ostrzejszymi normami emisji spalin dla motocykli. Samo zastosowanie katalizatora w silnikach zasilanych gaźnikowo okazało się ślepą uliczka, ponieważ gaźnik dozował paliwo zbyt niedokładnie, co skutkowało tym, że katalizator nie spełniał swojej funkcji.

Do pełnej kontroli nad składem mieszanki należało więc użyć takiego sterowania zasilaniem silnika, jakie było już stosowane w samochodach. Wszystko musiało być jednak mniejsze ze względu na to, że miało być montowane w motocyklu, a także dostosowane do większego wysilenia silnika, gorszych warunków pracy oraz znacznie wyższych prędkości obrotowych.

Jakie czujniki?

Aby wtrysk sterowany elektronicznie mógł działać, konieczne jest zastosowanie szeregu czujników oraz elementów wykonawczych. Podstawowymi sensorami zbierającymi informacje dla sterownika wtrysku są:

  • potencjometr przepustnicy zamontowany bezpośrednio na jej obudowie. Odczytuje on położenie manetki gazu oraz przepustnicy. Im większe jest ich otwarcie, tym więcej paliwa jest dozowane oraz zmieniany jest kąt wyprzedzenia zapłonu;
  • czujnik temperatury cieczy chłodzącej zamontowany w jej obiegu, który mierzy aktualną temperaturę silnika. Im niższa jest temperatura silnika, tym mieszanka jest bardziej wzbogacona;
    czujnik ciśnienia atmosferycznego zamontowany w miejscu stabilnym cieplnie. Sterownik pracuje przy ciśnieniu atmosferycznym na poziomie 0 hPa. Wraz ze zmianą ciśnienia do dawki paliwa wprowadzane są odpowiednie korekty;
  • czujnik temperatury powietrza zasysanego – wraz z temperaturą zmienia się gęstość powietrza, a więc jego ilość w danej objętości. Aby otrzymać doskonałą mieszankę paliwowo-powietrzną konieczna jest informacja o dokładnej ilości powietrza;
  • czujnik położenia wału korbowego zamontowany zazwyczaj pod prawą pokrywą wału. Na podstawie jego odczytów w odpowiednim momencie wyzwalana jest iskra zapalająca mieszankę w cylindrze;
  • czujnik położenia wałka rozrządu pracujący w parze z czujnikiem położenia wału korbowego. Na podstawie jego odczytów określane jest, do którego cylindra ma być wtryskiwane paliwo, a w którym ma być wysterowana iskra zapłonowa;
  • czujnik prędkości motocykla zamontowany w czujniku prędkości obrotowej koła. Reguluje dawkę paliwa w zależności od kąta otwarcia przepustnicy, aktualnie wykorzystanego przełożenia i kąta zapłonu;
  • sonda lambda określająca ilość tlenu szczątkowego w spalinach. Na podstawie odczytu jego ilości reguluje skład mieszanki, czyli wprowadza korektę w wielkości dawki wtryskiwanego paliwa.

Sygnały odczytywane przez czujniki są wysyłane do sterownika. Mówiąc dokładniej: to sterownik odczytuje sygnały na stykach, do których dołączone są przewody czujników. W sterowniku zapisane są mapy wtrysku i zapłonu, które są korygowane na podstawie sygnałów z czujników.

Rozmieszczenie poszczególnych elementów w układzie sterowania wtryskiem paliwa PGM-FI w motocyklu Honda CBR 125R. Źródło: Honda

Jedną z funkcji sterownika wtrysku jest odłączanie wtrysku, na przykład podczas hamowania silnikiem. W sterowniku zapisane są konieczne do tego warunki, np. całkowite zamknięcie przepustnicy (brak gazu), temperatura silnika wyższa niż 20°C, prędkość obrotowa wyższa niż 3000 obr./min. Jeśli podczas hamowania silnikiem prędkość obrotowa spadnie poniżej pewnej wartości (np. 2500 obr./min), wtrysk jest z powrotem aktywowany. Pozostałymi funkcjami sterownika jest kontrolowanie poprawności działania wtrysku i zapłonu.