单体泵的优点？

Question

如题所述

Answer 1

单体泵是用于产生喷油器(或喷射器)的喷射压力的装置。对于采用单体泵式电控燃油喷射系统的发动机来说，有几个气缸，就有几个单体泵，单体泵是第二代电控燃油喷射系统，按照高压产生装置的不同，可将燃油喷射系统分为分配泵、直列泵、泵喷嘴和单体泵电控燃油喷射系统

行业内我听到的声音一直对电控单体泵有些怀疑，您刚才也说了，总共提供了5000套，我觉得这个数量还是很小。大家觉得电控单体泵是不是只能在国III阶段实行，如果这个技术足够好，为什么还要研发共轨？能借这个机会能不能客观地描述一下分析一下电控单体泵的优点和将来的发展趋势？ 朱元宪：你这个问题提的很尖锐，我把这个问题多介绍一点。我在国外工作了十几年，我是一直做发动机开发工作的，在美国的时候，我先后在底特律柴油机公司、美国万国卡车公司做产品开发工作。一个主攻方向是满足美国2004年的排放标准和满足美国2007年的排放标准。2004年标准和2007年的排放标准分别相当于欧洲的欧洲IV号和欧洲VI号排放标准。在整个过程中，我曾经接触过国外几乎所有的电喷系统，包括单体泵、泵喷嘴、共轨系统和增压式系统，包括博世最新一代共轨系统我都做过。在国外工作这么多年我得出这样一个结论，在刚才说的这四种代表当今几乎包括了国外所有的电喷系统，一般都分成我刚才说的这四类，这四种系统各有优劣，没有一种系统是个完美的系统，各个方面全面超过其它系统。至于国内现在有一种说法，这就是刚才跟您交流过程中，两年以前在大柴的时候开了一个关于国III产品的产品推介会，我在会上介绍了，我当时发表了一篇文章，就是介绍电控单体泵和共轨系统的比较，在中国市场这两种产品的优点和缺点。 你刚才讲到了，首先电控单体泵是不是能够满足欧III和欧IV以上的排放需求。根据我的经验，它不仅能满足欧III，也能满足欧IV和欧VI。为什么呢？能够满足欧III以上的排放法规，这里边因素很多，对燃油喷射系统的要求，一个最重要的指标是燃油喷射压力，要求多高的喷射压力呢？如果达到欧IV和欧VI，理想的喷射压力应该第一步要达到170—180M帕，或者是1700—1800喷射压力。如果到欧VI时代需要的喷射压力提高到2000到2200个大气压。这方面来说单体泵跟共轨系统相比，单体泵实际上优越性更大，单体泵很早就可以实现2000到2200大气压的喷射压力，而共轨系统我告诉你，现在最多只能达到1800个大气压，如果它想满足欧VI，必须要结合增压式系统，单独共轨系统是不可能满足的。这是我在国外做了大量实验证实的。之所以国内现在有这样一种说法，完全是由于这些跨国公司为了使它的产品在中国取得垄断地位，制造这么一种理论。我曾经跟潍柴的技术中心主人佟德辉全面交流过是共轨还是单体泵，我就问佟总这么一个问题，因为我知道潍柴是在国内企业当中是最极力鼓吹共轨系统的一个企业，它甚至排斥其它产品，只用共轨系统，想体现它的产品特点。我就问佟总，你们当年为什么用共轨没有用电控单体泵，而恰恰在欧洲、美国，所有欧III、欧IV的重型卡车柴油机全部用的是单体和泵喷嘴，几乎没有用共轨系统。 问：这是欧洲还是美国？ 朱元宪：美国，欧洲除了一种之外，其它所有的包括世界水平最高的奔驰发动机，在欧IV时代全部装的是电控单体泵。我当时问佟总，为什么你们用共轨系统，他说这一点说起来很复杂。因为它的产品、它的燃气发动机是谁帮助设计的呢？是IVIO协助设计。IVIO最早给潍柴燃气发动机的方案是电控单体泵，在这个计划进行过程中，过了半年、一年以后，IVIO又找到潍柴，说我们必须改方案，把原来的发动机的方案从电控单体泵改成共轨。为什么呢？如果我们给你们设计电控单体泵，谁给你们提供电控单体泵？现在博世已经向我们表态，他们在中国只生产电控共轨系统，你们惟一的燃气喷射系统的来源唯一可以选择的只是共轨，没有第二种选择。在这种情况下，潍柴选择了电控共轨系统。 问：您刚才谈到实际上是配件的供应问题，这是很重要的问题，因为早在半个月以前我曾经采访过电装，电装现在也在国内做共轨系统，厂已经建起来了，明年准备大批量向中国市场供应。我认为配件供应是非常棘手的问题，因为他们给我们看了一些他们的资料和录像，说我们国家目前的使用环境不足以支撑共轨的一个正常的运转，无论从使用环境还是从维护保养的习惯这方面，都存在很多问题，您刚才谈到了共轨现在比较优越的配件能够做倒计时供应，这也是潍柴修改方案，我认为这是一个肯定的方案。对于威特这一块，你怎么能够达到大批量供应呢？因为柴油机的量是一定要上去的，在价格上跟博世和德尔福、电装有多大的竞争优势？ 朱元宪：我们实际上在刚才的新闻发布会上也讲到了，实际上我们从技术角度讲，电控组合和微泵技术我们在几年前实际上已经取得突破，但是很长时间一直困扰着我们的还是量产，形成一定的生产能力。而行业对我们最大的关注也就是这个问题，就是我们是不是能够把这个技术及时地转化成生产力，能够在最短的时间之内形成大批量量产能力，给用户提供一个稳定、可靠的国III时代的燃油喷射系统的供应源。在过去的几年当中我们做了巨大的努力，从技术角度讲，我们针对大规模生产当中出现的质量问题、可靠性问题做了一系列的攻关工作。应该说这些方面我们取得了长足的进展。 另一方面是资金的问题，实际上这次合资另外一个重要的意义就是解决了我们这个后顾之忧。汪氏集团董事长汪进先生也表了态，作为这样一个民企，他们这次决心要在上面投大资金，要来支持这个电喷产品的量产。而且在这以前，2007年他们是在国内率先第一家投了8500万，采购了全套8万台能够达到三班生产电喷线的全套设备，所有的关键设备全部是国外生产的。我们现在的目标就是在今年年底能够通过这套新线的建成，加上对老线扩充改造，能够今年年底形成生产10万套产品的生产能力。明年5月份左右，再建成第二条线。到明年年底生产能力会达到18万套这样的一个产能。 问：随着批量增大，价格会下来？ 朱元宪：从价格角度讲，当然现在不便提供具体数字，这是一个敏感的问题。我们确认采用我们现在自己的技术路线和我们现在这种生产模式，我们将来能够相对于我们国外的巨头们提供的产品，我们会在价格上有30%—40%的优势。

Answer 2

单体泵的优点？

单体泵是用于产生喷油器(或喷射器)的喷射压力的装置。对于采用单体泵式电控燃油喷射系统的发动机来说，有几个气缸，就有几个单体泵，单体泵是第二代电控燃油喷射系统，按照高压产生装置的不同，可将燃油喷射系统分为分配泵、直列泵、泵喷嘴和单体泵电控燃油喷射系统。

基本内容
　　基本概念 　　单体泵是用于产生喷油器(或喷射器)的喷射压力的装置。对于采用单体泵式电控燃油喷射系统的发动机来说，有几个气缸，就有几个单体泵，单体泵是第二代电控燃油喷射系统，按照高压产生装置的不同，可将燃油喷射系统分为分配泵、直列泵、泵喷嘴和单体泵电控燃油喷射系统。[1] 　　工作原理 　　单体泵的组成：单体泵由柱塞套筒、柱塞、弹簧座、回位弹簧、出油阀、出油阀弹簧、出油阀座、出油阀压紧螺帽等零件组成。 　　1、出油阀的作用 　　（1）防止喷油后滴油，提高关闭速度：停止供油时，出油阀减压带的下沿一进入导管时，高压油管与泵室的通路便被切断。当出油阀完全座落后下降了一距离h，因而高压油管的容积得到增大，使油压迅速地下降1MPa～2MPa，断油迅速干脆，防止了因油压的波动和“管缩油涨”而产生喷后滴油。 　　P泵>P簧＋P残—开； 　　P泵簧＋P残—关。 　　（2）防止喷油前滴油，提高喷射速度：喷油泵供油时，待油压高于出油阀弹簧的预紧力和高压油管内的残余压力后，出油阀升起，其密封锥面离开阀座。必须等到出油阀上的减压带完全离开阀座的导向孔时，泵油室的燃油才能进入高压油管。 　　（3）防止燃油倒流，使高压油管内保持一定的残余压力 　　2、出油阀的构造 　　（1）出油阀的圆锥部是阀的轴向密封锥面，阀的锥部在导孔中滑动配合起导向作用。尾部加工有切槽，形成十字形断面，以便使燃油通过。出油阀中部的圆柱面叫减压带，它与密封锥面间形成了一个减压容积。 　　（2）出油阀和阀座是精密偶件，采用优质合金钢制造，其导孔、上下端面及座孔经过精密的加工和研磨，配对以后不能互换。 　　（3）阀座的下端面和柱塞套筒的上端面是精密加工严密贴合，它是通过压紧螺帽以规定的扭紧力矩来压紧的。压紧螺帽与阀座之间有一定厚度的铜制高压密封垫圈。出油阀压紧螺帽和壳体上端面间还有低压密封垫圈。 　　（4）在出油阀压紧螺帽内腔装有带槽的减容器，以减小内腔空间的容积，促进喷停迅速，限制出油阀最大升程的作用。本回答被提问者采纳

Answer 3

　基本概念 　　单体泵是用于产生喷油器(或喷射器)的喷射压力的装置。对于采用单体泵式电控燃油喷射系统的发动机来说，有几个气缸，就有几个单体泵，单体泵是第二代电控燃油喷射系统，按照高压产生装置的不同，可将燃油喷射系统分为分配泵、直列泵、泵喷嘴和单体泵电控燃油喷射系统。

　　(1)结构相对简单，无需独立的高压泵，相对于共轨系统而言，单体泵系统对燃油品质的要求较低; 单体泵结构简单，机械喷油器孔径相对较大，柱塞表面采用镀钛工艺，高压电磁阀是卸压阀，承受的压力不高，对灰份杂质的敏感度小；同时高压油管很短，可防止因油管内压力波动造成的水分或低馏分成分的微爆损伤，对水分的敏感度小；有自排气功能，对气体的敏感度小。
　　(2)喷射高压在泵体内形成，由高速电磁阀控制，可以实现提前和延时的高压脉冲。
　　(3)喷射高压只是在极短的时间内存在，对密封材料和金属材质要求相对较低。
　　(4)结构筒单，电控单体泵技术加上机械喷油器即可达到欧皿排放标准;制造成本低；国内很多厂家都具备生产能力，维修便捷快速，维修成本低 ；同时单体泵可进行单缸零部件更换，机械喷油器成本较电控喷油器成本低，维修保养性好。

　　工作原理 　　单体泵的组成：单体泵由柱塞套筒、柱塞、弹簧座、回位弹簧、出油阀、出油阀弹簧、出油阀座、出油阀压紧螺帽等零件组成。 　　1、出油阀的作用 　　（1）防止喷油后滴油，提高关闭速度：停止供油时，出油阀减压带的下沿一进入导管时，高压油管与泵室的通路便被切断。当出油阀完全座落后下降了一距离h，因而高压油管的容积得到增大，使油压迅速地下降1MPa～2MPa，断油迅速干脆，防止了因油压的波动和“管缩油涨”而产生喷后滴油。 　　P泵>P簧＋P残—开； 　　P泵簧＋P残—关。 　　（2）防止喷油前滴油，提高喷射速度：喷油泵供油时，待油压高于出油阀弹簧的预紧力和高压油管内的残余压力后，出油阀升起，其密封锥面离开阀座。必须等到出油阀上的减压带完全离开阀座的导向孔时，泵油室的燃油才能进入高压油管。 　　（3）防止燃油倒流，使高压油管内保持一定的残余压力 　　
2、出油阀的构造 　　（1）出油阀的圆锥部是阀的轴向密封锥面，阀的锥部在导孔中滑动配合起导向作用。尾部加工有切槽，形成十字形断面，以便使燃油通过。出油阀中部的圆柱面叫减压带，它与密封锥面间形成了一个减压容积。 　　（2）出油阀和阀座是精密偶件，采用优质合金钢制造，其导孔、上下端面及座孔经过精密的加工和研磨，配对以后不能互换。 　　（3）阀座的下端面和柱塞套筒的上端面是精密加工严密贴合，它是通过压紧螺帽以规定的扭紧力矩来压紧的。压紧螺帽与阀座之间有一定厚度的铜制高压密封垫圈。出油阀压紧螺帽和壳体上端面间还有低压密封垫圈。 　　（4）在出油阀压紧螺帽内腔装有带槽的减容器，以减小内腔空间的容积，促进喷停迅速，限制出油阀最大升程的作用。

Answer 4

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。

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。”

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。

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。

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。

●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。

●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。

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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电控单体泵技术的主要技术特征是其油泵与配气机构共用一根凸轮轴，使结构得到最大程度的简化，并缩短了油泵出油口到喷油器的管路距离。

由于在油泵出油口加装的能够精确进行燃油计算、时间控制的电磁阀，因而能够对喷油正时和喷油量进行较为精确的控制，有利于燃烧过程的优化。

由于油泵提升压力原理与直列泵类似，所以其喷油规律为"三角形"的前缓后急的特征，一定程度上有利于燃烧过程的优化，最高压力可达到1800~2000bar。

但由于油泵压力和发动机转速成正比，低转速区域压力较低，因而不利于柴油机低速时燃烧性能的提高。在国Ⅲ排放要求阶段，喷油器的喷油开启方式仍是依靠弹簧压力控制。进入国Ⅳ阶段，需将机械式喷油器改成电控喷油器，形成双电磁阀单体泵系统，燃油喷射压力相应提高到2500bar，并采用系统一致性控制，来优化整个喷射过程，并且可以实现多次喷射。

电控单体泵发动机常用控制功能
油门油量控制
根据油门开度与柴油机转速计算出油门油量，从而司机可以控制柴油机转速与车辆运行速度。

目标喷油定时控制
根据排放、油耗、功率和其他性能，如冷起动、噪声等多方面综合要求确定最优喷油定时。

油量及喷油定时的补偿控制
根据环境参数、运行参数的变化，如大气压力，大气温度，冷却水温，机油。

冷起动及怠速稳定性的控制
油门踏板及发动机转速决定基本启动油量和定时，通过水温补偿与喷油定时调节快速实现冷起动--暖机--怠速全过程。通过各缸爆发转速与平均转速比较，并对各缸进行油量调节，实现稳定怠速。

智能动力控制
短期超载，即短期增大输出扭矩的限制值，以方便司机不换挡爬坡。

可变怠速仲裁控制
根据各种温度、蓄电池电压与空调请求调节怠速运行速度。

自动监控、安全保护与自适应控制
ECU可以监测和发现电控系统故障，并向使用、维修人员及时显示。若传感器出现故障，可直接利用储存在ECU中不经修正的目标值或用传感器继续工作。若ECU本身出现故障，则切换到备用回路继续工作。ECU控制系统可识别控制值与实际值的偏差，系统的自适应功能就利用监测到的这些偏差，对电脑原始数据不断修正，使电控系统具有更好的适应能力。

最高转速控制
在高转速运行或冷机状态下限制喷油量，避免柴油机因过大的机械应力或热负。

最大供油量控制
根据柴油机转速与其他车辆运行参数，对指令油量进行限制，从而保证柴油机免受因过大的机械应力与热负荷而导致的损害。

单体泵校正
对每个单体泵进行修正，以提高各缸均匀性和一致性。

除以上控制功能,还有怠速微调、长怠速停机和CAN通讯等。

优点
全电子控制发动机管理系统的优点是:对空间尺寸的要求小;安装灵活方便，传统的发动机汽缸盖设计就能满足要求;具有刚性和紧凑的驱动系统;成本低;响应迅速，控制精度高;维修保养方便。燃料供给计量精度高，可以实现各缸供油的单独控制;能够实现个别汽缸的断缸控制，以优化部分负荷工况的排放水平和燃油消耗量。