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电控燃油喷射技术：国外企业角逐国内企业突围 |
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| http://cn.newmaker.com
10/14/2005 4:26:00 PM
佳工机电网
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德尔福在中国市场针对中轻型车推广共轨技术，针对重型车提供泵喷嘴和单体泵技术；博世电喷系统最新技术已经由电控共轨发展到电控液力放大系统，博世在中国市场主推高压共轨系统；电装目前正在研发第三代、第四代共轨系统，它将适应中国市场需求的共轨系统带到中国。在国外技术包围中，自主国产的成都威特电喷提出了电控单体泵低成本解决方案。
德尔福：共轨技术和单体泵技术各有侧重
德尔福汽车系统中国投资有限公司的柴油系统销售经理张巍说，对供油系统机械性能而言，其最主要的要求就是提高喷射压力，所以德尔福公司目前针对欧Ⅲ要求，给国内用户在共轨方面提供了1600巴的压力系统，在单体泵方面提供了2000巴的压力系统。
德尔福的产品线按照客户的要求分成三部分：第一部分主要针对中轻型商务车，为客户提供共轨系统；第二部分针对中型商务车，为客户提供“转子泵”系统、泵喷嘴系统或者提供中型共轨系统；第三部分针对重型车市场，德尔福提供泵喷嘴和单体泵技术。
德尔福柴油部门的前身是CAV公司，自1988年开始向市场提供电控泵技术，自2000年开始提供高压共轨技术。到2005年，已经累计向全球投放了400万套共轨系统。轻型车共轨系统针对欧Ⅲ、欧Ⅳ的要求，一方面是精确的电子控制，另一方面就是达到尽量高的压力。
德尔福在重型车上建议客户采用单体泵系统。从成本上讲，国内的发动机从欧Ⅱ向欧Ⅲ升级时，如果采用单体泵，对发动机改动非常小，仅以外挂式的突轮轴箱代替欧Ⅱ发动机的直列泵。当从欧Ⅲ向欧Ⅳ升级时，发动机机身主体结构仍然不变，只是把欧Ⅲ系统里机械式喷油器改成德尔福的电控喷油器,形成双电磁阀单体泵系统。在发动机整体结构不做大的调整下，就可以达到欧Ⅳ的排放水平。
在性能方面，目前在国内单体泵使用的压力达到2000巴，当向欧Ⅳ升级、在双阀系统时，这个压力可以达到2500巴。而且单体泵的理论设计原理可以由突轮型线产生逐渐上升的喷油压力曲线，这是发动机需要的理想的供油曲线。同时在单体泵上采用了类似于共轨I2C的系统一致性控制，来优化整个系统的性能。在供油控制方面，如果使用双阀系统，不仅可以对压力进行控制，还可以对喷射进行控制，而且可以采用多次喷射。它的标准可以达到欧Ⅳ或者欧Ⅴ的能力。目前，德尔福的双阀系统在欧洲大批量生产，供应给欧Ⅳ发动机，配套欧Ⅴ发动机的相关系统正在做开发工作。
单体泵系统的另一个优势就是它的可靠性和寿命，这些性能已经在欧洲和北美市场上得到了10年甚至是15年的实际使用时间、数百万辆整车使用的证明。单体泵系统在发动机使用过程中，可以保证排放水平和燃油消耗率水平。目前，这种非常强化、非常可靠的性能和使用寿命，仍然在进一步提高。所以从德尔福的观点来看，在技术方面，相信在2010年之前，所有欧洲和北美的重型车生产商绝大多数会采用单体泵和泵喷嘴技术。德尔福也在研发2010年以后新的排放法规所要求的新的系统。
博世：在中国大力推广高压共轨技术
博世对中国市场的保守预测是，到2015年，柴油车所占比例能达到25％。中国车用柴油系统现在所使用的绝大多数还是机械喷射系统，但往电控发展的趋势不可逆转。博世柴油喷射系统概括了各种各样的系统。预计未来的发展方向是，电控高压共轨系统将占据绝大部分市场，到2010年，将占所有柴油系统产品生产和销售的三分之二左右。
博世为乘用车和轻型卡车量身定做了发动机排量在1～4升之间的柴油机系统，即第二代高压共轨系统。
博世对于中型卡车制定了一套适应中国环境的平台系统。这套系统适用于3.5吨以上车辆，气缸排量4～8升，发动机转速是2200～2700转之间。发动机排量比较大也需要容量比较大的泵，建议使用CP3系列，上面同样有一个电控计量阀。
博世认为重卡发动机也应采用高压共轨系统，这一平台指的是车辆在6吨以上，发动机排量在8～14升之间，转速在1800～2200转之间。采用另外一种叫做CPN2.2的高压泵，它的供油量相对来说更高，而且同样具有电控计量阀来控制输入到轨中的油量。重机所使用的电控单元与轻中机型有些不同，因为重机的ECU电控单元一般装在发动机上面，电控单元对于抗震、抗热要求比较高，应当使用EDC7系列。
博世与无锡威孚合资成立的新公司专门生产喷油器和喷嘴，其以后的目标就是在中国生产和推广电控柴油喷射系统。新厂区不光具备销售和项目管理功能，也包括产品的开发、生产、发动机及车辆标定等。
从明年初开始，博世适用于中重卡的喷油器将在中国生产，同时，博世汽车电子分部将在苏州开始对电控单元实行国产化。但高压油泵、轨、传感器等这些部件，到现在为止还没有确定具体的国产计划。
电装：欧Ⅲ以上排放普遍采用共轨系统
电装中国投资有限公司的售后服务部副主任宋涛向记者介绍，电装的HP-0型共轨系统是其目前在中国主推的产品，主要由4个部分组成：高压轨道、喷油器、输油泵及ECU控制电脑。首先，通过凸轮轴的运转，将燃油压入输油泵内，ECU再通过提取燃油压力、温度、发动机转速、油门踏板开度等信号，进行整理分析后，控制输油泵电磁阀在最佳时间进行开启，来调整轨道内部的压力，如果ECU检测到发动机系统需要比较大的供油压力，就会控制电磁阀提前动作，从而改变轨道系统的内部燃油压力，再通过喷油器上面的TWV阀来控制改变喷嘴的喷油时间、喷油量及喷射率，来提升发动机的动力性。
电装中国投资有限公司2003年在上海成立了上海电装燃油喷射有限公司，同年开始生产电装机械式柴油泵，计划在上海生产共轨系统。
国外：从电控共轨发展到电控液力
实际上20世纪90年代，欧洲柴油机产品就已经陆续达到欧Ⅲ标准。他们采用了以下一些技术：电子控制，高压燃油喷射，小孔径喷油嘴，减少燃油喷射速率，四气门；中重型柴油机上出现了低涡流和无涡流燃烧室；轻型柴油机采用废气再循环；另外，还有可变几何截面增压器以及机油消耗控制等方法。专家普遍认为，以上是对柴油机的基本要求。要实现欧Ⅲ排放，首先必须提高喷射压力。此外，就是独立于转速和负荷的喷油定时调节、先缓后急的喷射规律（有利于氮化物的控制）及迅速的喷油切断过程。
国外典型的电控喷油系统有电控泵喷嘴和电控单体泵。电控单体泵在泵喷嘴的基础上衍生出来，除了压力较泵喷嘴稍低一点外，其他功能基本和泵喷嘴相近，这两个电喷系统应用都比较成功。第三种为电控共轨系统。这也是国内专家一致认为目前水平最高、将来会占统治地位的一种电控系统。其喷油器的特殊设计，可实行灵活的多次喷射，且喷射压力可在不同转速和负荷条件下任意调节，给发动机带来的好处是极为理想的NVH指标。由于这些因素，电控共轨技术已普遍为新的一代轿车柴油机采用。一些原来配备电控分配泵的轻型或中型车用柴油机也转而采用电控共轨系统，如康明斯公司的ISM系列柴油机。第四种是电控液力放大系统。四种系统都能迅速进行喷油切断，电控共轨系统还最适用于现有机型的改装。
未来发展需要进一步提高喷射压力并实现多次喷射，主喷射有较低的初始喷射速率。各跨国企业实现这些要求的技术路线不同，有的通过传统的电控共轨系统，也有的通过电控液力放大共轨系统，如BOSCHCRIN4液力放大共轨系统或德尔福的双电磁阀电控泵喷嘴系统。
国内：电控直列泵是目前满足欧Ⅲ排放的低成本解决方案
目前国内柴油机绝大部分是满足欧Ⅱ标准的，其技术特点主要包括涡轮增压中冷、P7100直列式高压燃油泵、哑铃型燃烧室、两气门和机油消耗控制技术。这些机器能否满足欧Ⅲ标准在很长时间内一直都是一个疑问。
有关行业人士认为，中国生产的欧Ⅱ柴油机产品，经过适当改进，在无须变更主要部件生产线的情况下就可以满足欧Ⅲ标准，如通过电子控制的高压燃油喷射、降低燃油喷射速率、增加燃油室径深比和喷油嘴孔数、减少进气涡流比、进一步减少机油消耗等措施。这些技术早已被一些国外机型验证可行，如卡特彼勒公司的3126、万国公司的T444等。
由于研发滞后，中国车用柴油机行业很难接近世界一流的电控燃油喷射技术，值得庆幸的是，国内相关行业正在努力改变这种状况。如一汽集团无锡油泵油嘴研究所经过多年研制，成功开发出具有自主产权的电控共轨系统，成都威特公司与清华大学联合于2004年成功研制出具有自主产权的电控单体泵系统，并于当年开始提供成套产品。
在今年5月举行的上海国际发动机及制造技术展览会上，成都威特公司展出了新研制的电控直列泵技术。电控直列泵也就是电控组合泵，是针对我国柴油发动机企业的实际情况、老机型的欧Ⅲ升级改造确定的技术路线：满足欧Ⅲ对喷油系统的最低要求，可靠性高，价格低，机械接口与P型泵相同，安装方便，系统标定过程简单。这种电控组合泵不同于电装曾经生产过的电控直列泵ECD-P，后者是所谓位置横置，即根据ECU的指令驱动齿杆调整曲轴与凸轮轴之间的相位差，达到对喷油定时实现控制。
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