電控燃油噴射技術(shù):外企角逐國(guó)內(nèi)突圍

德?tīng)柛Ｔ谥袊?guó)市場(chǎng)針對(duì)中輕型車推廣共軌技術(shù)，針對(duì)重型車提供泵噴嘴和單體泵技術(shù);博世電噴系統(tǒng)最新技術(shù)已經(jīng)由電控共軌發(fā)展到電控液力放大系統(tǒng)，博世在中國(guó)市場(chǎng)主推高壓共軌系統(tǒng);電裝目前正在研發(fā)第三代、第四代共軌系統(tǒng)，它將適應(yīng)中國(guó)市場(chǎng)需求的共軌系統(tǒng)帶到中國(guó)。在國(guó)外技術(shù)包圍中，自主國(guó)產(chǎn)的成都威特電噴提出了電控單體泵低成本解決方案。

德?tīng)柛?共軌技術(shù)和單體泵技術(shù)各有側(cè)重

德?tīng)柛Ｆ囅到y(tǒng)中國(guó)投資有限公司的柴油系統(tǒng)銷售經(jīng)理張巍說(shuō)，對(duì)供油系統(tǒng)機(jī)械性能而言，其最主要的要求就是提高噴射壓力，所以德?tīng)柛９灸壳搬槍?duì)歐Ⅲ要求，給國(guó)內(nèi)用戶在共軌方面提供了1600巴的壓力系統(tǒng)，在單體泵方面提供了2000巴的壓力系統(tǒng)。

德?tīng)柛５漠a(chǎn)品線按照客戶的要求分成三部分:第一部分主要針對(duì)中輕型商務(wù)車，為客戶提供共軌系統(tǒng);第二部分針對(duì)中型商務(wù)車，為客戶提供"轉(zhuǎn)子泵"系統(tǒng)、泵噴嘴系統(tǒng)或者提供中型共軌系統(tǒng);第三部分針對(duì)重型車市場(chǎng)，德?tīng)柛Ｌ峁┍脟娮旌蛦误w泵技術(shù)。

德?tīng)柛２裼筒块T(mén)的前身是CAV公司，自1988年開(kāi)始向市場(chǎng)提供電控泵技術(shù)，自2000年開(kāi)始提供高壓共軌技術(shù)。到2005年，已經(jīng)累計(jì)向全球投放了400萬(wàn)套共軌系統(tǒng)。輕型車共軌系統(tǒng)針對(duì)歐Ⅲ、歐Ⅳ的要求，一方面是精確的電子控制，另一方面就是達(dá)到盡量高的壓力。

德?tīng)柛Ｔ谥匦蛙嚿辖ㄗh客戶采用單體泵系統(tǒng)。從成本上講，國(guó)內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)從歐Ⅱ向歐Ⅲ升級(jí)時(shí)，如果采用單體泵，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)改動(dòng)非常小，僅以外掛式的突輪軸箱代替歐Ⅱ發(fā)動(dòng)機(jī)的直列泵。當(dāng)從歐Ⅲ向歐Ⅳ升級(jí)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)身主體結(jié)構(gòu)仍然不變，只是把歐Ⅲ系統(tǒng)里機(jī)械式噴油器改成德?tīng)柛５碾娍貒娪推?形成雙電磁閥單體泵系統(tǒng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)不做大的調(diào)整下，就可以達(dá)到歐Ⅳ的排放水平。

在性能方面，目前在國(guó)內(nèi)單體泵使用的壓力達(dá)到2000巴，當(dāng)向歐Ⅳ升級(jí)、在雙閥系統(tǒng)時(shí)，這個(gè)壓力可以達(dá)到2500巴。而且單體泵的理論設(shè)計(jì)原理可以由突輪型線產(chǎn)生逐漸上升的噴油壓力曲線，這是發(fā)動(dòng)機(jī)需要的理想的供油曲線。同時(shí)在單體泵上采用了類似于共軌I2C的系統(tǒng)一致性控制，來(lái)優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的性能。在供油控制方面，如果使用雙閥系統(tǒng)，不僅可以對(duì)壓力進(jìn)行控制，還可以對(duì)噴射進(jìn)行控制，而且可以采用多次噴射。它的標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到歐Ⅳ或者歐Ⅴ的能力。目前，德?tīng)柛５碾p閥系統(tǒng)在歐洲大批量生產(chǎn)，供應(yīng)給歐Ⅳ發(fā)動(dòng)機(jī)，配套歐Ⅴ發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)系統(tǒng)正在做開(kāi)發(fā)工作。

單體泵系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是它的可靠性和壽命，這些性能已經(jīng)在歐洲和北美市場(chǎng)上得到了10年甚至是15年的實(shí)際使用時(shí)間、數(shù)百萬(wàn)輛整車使用的證明。單體泵系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)使用過(guò)程中，可以保證排放水平和燃油消耗率水平。目前，這種非常強(qiáng)化、非?？煽康男阅芎褪褂脡勖?，仍然在進(jìn)一步提高。所以從德?tīng)柛５挠^點(diǎn)來(lái)看，在技術(shù)方面，相信在2010年之前，所有歐洲和北美的重型車生產(chǎn)商絕大多數(shù)會(huì)采用單體泵和泵噴嘴技術(shù)。德?tīng)柛Ｒ苍谘邪l(fā)2010年以后新的排放法規(guī)所要求的新的系統(tǒng)。

電控共軌式

燃油噴射系統(tǒng)的構(gòu)造(中)

電磁噴油器

如圖2-16（a）所示，當(dāng)噴油器電磁閥未被觸發(fā)時(shí)，噴油器關(guān)閉，泄油孔也關(guān)閉，小彈簧電樞的球閥壓向回油節(jié)流孔上，在閥控制腔內(nèi)形成共軌高壓。

當(dāng)電磁閥被觸發(fā)時(shí)，電樞將泄油孔打開(kāi)，燃油從閥控制腔流到上方的空腔中，并從空腔通過(guò)回油通道返回燃油箱，使閥控制腔中的壓力降低，減小了作用在控制栓塞上的力，這時(shí)噴油器針閥被打開(kāi)，噴油器開(kāi)始噴油，如圖2-16（b）所示。

電磁閥一旦斷電，不被觸發(fā)，小彈簧力會(huì)使電磁閥電樞下壓，閥球?qū)⑿褂涂钻P(guān)閉。泄油孔關(guān)閉后，燃油從進(jìn)油孔進(jìn)入控制腔建立起油壓，這個(gè)壓力與共軌燃油壓力相同，該燃油壓力作用在控制柱塞端面上。由于燃油壓力加上彈簧力大于噴油器腔中的壓力，使噴油器針閥關(guān)閉。

ECU（中央處理器）

ECU使電控燃油噴射系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，它將柴油機(jī)運(yùn)行的各種狀態(tài)信息通過(guò)傳感器匯總，同時(shí)接受駕駛?cè)藛T通過(guò)油門(mén)踏板傳感器傳輸過(guò)來(lái)的指令，通過(guò)簡(jiǎn)單迅速的運(yùn)算決定燃油系統(tǒng)的噴油器、噴油正時(shí)和噴油次數(shù)（ECU可以控制噴油器在每一循環(huán)時(shí)噴油5次），使柴油機(jī)在任何工況都運(yùn)行在最佳狀態(tài)。圖2-17是EDC7型ECU外形。

ECU的另外一個(gè)作用是實(shí)現(xiàn)可靠性自控操作。例如為保證啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的安全，變速箱上安裝由一個(gè)空擋開(kāi)關(guān)，該空檔開(kāi)關(guān)以及起動(dòng)機(jī)的控制線路時(shí)經(jīng)ECU控制的，在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，如果變速箱掛合任何一個(gè)擋位，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)線路均斷路，使發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。

ECU具有故障自診斷能力，它將電控燃油噴射系統(tǒng)造成柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的故障以故障閃碼的形式反映出來(lái)，更能將故障存儲(chǔ)，以便直觀或通過(guò)故障診斷儀將故障查到，為快速專區(qū)俄地處理故障提供了方便。

ECU還有一個(gè)功能稱“跛行行走”功能，即當(dāng)柴油機(jī)發(fā)生一種影響工作可靠性、安全性故障而沒(méi)有排除之前，ECU可以對(duì)各執(zhí)行元件輸出一個(gè)“默認(rèn)值”，“默認(rèn)值”就是預(yù)先設(shè)置好的在不影響故障擴(kuò)展的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)僅能維持一般運(yùn)轉(zhuǎn)指令，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不會(huì)超過(guò)1500r/min，也不會(huì)發(fā)揮全功率，駕駛員只能操縱機(jī)械勉強(qiáng)行走回家或至維修網(wǎng)點(diǎn)。待故障排除才能恢復(fù)原狀。

如圖2-18所示，ECU有三個(gè)插接口，一個(gè)是36針腳的插接口，它是連接傳感器線束的插接口，一個(gè)是16針腳插接口，它是連接噴油器等執(zhí)行元件線束的插接口，最大的是89針腳插接口，它是連接整車線束的插接口。在整車線束上除連接整車各傳感器（如變速箱空擋開(kāi)關(guān)、離合器總泵開(kāi)關(guān)、氣壓傳感器等）線束外，還有一個(gè)CAN通信總線和K線。CAN總線是連接整車其他電腦裝置ECU的通信總線，K線是連接電控噴射診斷儀的故障查找連接線。

ECU一般安裝在柴油機(jī)進(jìn)氣管側(cè)，同時(shí)需用燃油進(jìn)行冷卻散熱。