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不懂就问:发动机单体泵和高压共轨泵有啥区别?

关键词:技术 货车 设计 商用车   发布时间:2019-10-18 09:00:01

从欧Ⅱ到欧Ⅲ的过程中,单体泵和共轨一直是两条平行的技术路线,都是通过电控喷油来实现燃烧的高效率。

在欧洲,由于柴油油品杂质少、含硫少,因此对这两个路线并无好坏之分,只是由于博世等厂家在共轨方面做了大量研发。

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在不长的时间内,就把共轨系统做到可以满足未来欧6的排放标准,而单体泵由于使用和研发都少,一直是跟随而没有超越当前的标准。

一位研究发动机的业内人士说:“从这个意义上讲,共轨已经是成熟的技术,而单体泵则还要在更高标准下经受考验,算是发展中的技术。”

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单体泵发动机的改动非常少,只在油路系统做些变化。

而且,单体泵对油品质量的忍耐程度比共轨系统好很多。由于一直沿袭前苏联的炼油模式,中国柴油除了杂质高之外,硫含量也非常大。

单体泵系统在成本和性能上优势突出在重型车上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。

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而且双阀系统的应用可以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,单体泵的压力,目前在国内使用的压力达到2480bar。当向欧Ⅳ、V升级、在双阀系统时,这个压力可以达到2580 bar。

而且单体泵的理论设计原理可以造成逐渐平缓到逐渐上升的喷油压力曲线,这是发动机比较理想的曲线。

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。

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从具体细节对比单体泵与共轨系统的区别看看各自的优势:

●1.喷油压力的控制

电控单体泵的喷射压力是通过油泵驱动凸轮型线的设计来实现的,且与喷油器的孔径以及发动机的转速有关。

即喷油嘴孔径越小,最高喷射压力越大;发动机转速越低,则喷射压力越小。不利于发动机的低速性能。

该系统目前能实现的最高喷射压力为180MPa。

共轨系统的喷射压力可以完全独立于发动机的转速,有利于改善发动机的低速性能,喷射压力由高压泵上的电磁阀进行调节,并由相关MAP实现灵活控制,同时喷射压力也与喷油嘴孔径无关。

该系统目前能实现的最高喷射压力为160MPa。

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因此,在喷油压力控制方面,电控共轨系统优于电控单体泵,这对于满足更严格的排放有利。

●2.喷油量的控制

电控单体泵和共轨系统都能在各个发动机工况实现对喷油量的灵活精确调节。

电控单体泵能实现的最小喷油量为3mm3/st,但不能实现预喷射。不利于冷启动。

共轨系统能实现的最小喷油量为2mm3/st,且能实现预喷和后喷,通过预喷射可以有利于冷起动,并降低噪声;而后喷射,则可以应用于后处理,为满足将来欧IV等更严格的排放法规提供技术储备。

●3.喷油正时

电控单体泵和共轨系统都能根据发动机各个工况的需要,灵活调节喷油正时,这对于调节和改善发动机在各个工况的油耗、NOX以及烟度非常有利。

●4.喷油规律

电控单体泵的喷油规律与机械直列泵相同,为三角形,燃烧柔和,爆发压力低,有利于降低NOX。

共轨系统的喷油规律为矩形,爆发压力高,燃烧粗暴一些,不利于降低NOX。

因此电控单体泵的喷油规律优于共轨系统。

●5.快速断油能力

电控单体泵依靠喷油器的针阀弹簧断油,由于从高压泵到喷油器较长的高压油管,高压油管的燃油压力波会影响喷油器的快速断油,对发动机的燃油耗以及烟度不利。

电控共轨系统通过电磁阀控制喷油器柱塞上下腔的燃油压差,加上针阀弹簧的共同作用,使得喷油器喷油结束后的断油很迅速,这对于改善颗粒排放及烟度有利。

●6.油泵的吸收功率

电控单体泵为每个喷油器对应一个单体泵,6个单体泵由一个泵箱集成为一体,因而其体积较大,驱动机构笨重,油泵的吸收功率较大。

共轨系统的HP0高压泵采用两个三角形凸轮驱动,每个凸轮有三个凸起,结构紧凑,重量轻,便于安装,且油泵的吸收功率小。

●7.控制策略的复杂程度

电控单体泵由于不能实现预喷射和后喷射,因此其控制策略也简单,补偿MAP较少,电控单体泵共有57张控制MAP。

电控共轨系统能实现预喷射和后喷射,其控制策略要复杂得多,相关的补偿MAP很多,共有310张控制MAP,为发动机以及整车性能的优化提供了技术接口。

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●8.对燃油清洁度的要求

电控单体泵对燃油清洁度的要求较低,燃油的过滤精度与机械直列泵相当。

共轨系统对燃油品质的要求较高,要求燃油的过滤精度达到5u,远高于机械直列泵。燃油系统的杂质容易导致共轨系统失灵。

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●9.国产化程度

电控单体泵无论高压油泵、电磁阀、喷油器还是ECU都可以完全国产化,价格低。

不懂就问:发动机单体泵和高压共轨泵有啥区别?

电控共轨系统的关键零部件,包括高压泵、共轨管、电控喷油器和ECU都只能进口,成本较高。

本文特约作者:车将在线

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