你的位置:首页 > 技术支持

发动机单体泵与高压共轨两者的区别

2016-10-26 20:56:35      点击:
欧Ⅱ到欧Ⅲ的过程中,单体泵和高压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。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。”
不过,对于中国市场来说,单体泵在目前状况下,却几乎是个完美的选择。它对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。目前,欧洲可以达到每百万单位10~15个单位含量的硫(10~15PPM),在中国平均水平只有300PPM,北京的最好水平也就是50PPM。
从欧洲的发展看,欧Ⅱ到欧Ⅲ和欧Ⅲ到欧4,不是一个量级的进步方式。欧Ⅱ到欧Ⅲ是质的飞跃,发动机从机械式喷油变为更加经济和高效率的电子喷油。欧Ⅲ到欧4则是在尾气处理上增加一些颗粒捕捉器、催化剂之类,进一步提高排放和燃烧效率。
  举例来说,增加了尾气处理新技术的欧Ⅱ发动机,颗粒物可以达到欧Ⅲ标准,但是一氧化氮和碳排放都没降低,这两个需要缸内燃烧的办法来处理。倪威说:“现在北京市场一直在推行的做欧Ⅱ车欧Ⅲ化,就是在尾气系统增加一个大的消声器。但这其实只是对颗粒物做了减少而没有能够在燃烧环节降低其他物质的排放。”
  含硫高的柴油很容易堵塞喷嘴口和喷油后的消声器。共轨系统对此比较敏感,堵塞后就不能保证一直在最佳状态工作,而且会增加维修频次。单体泵则可以50~100PPM下保持正常工作状态。
  可惜的是,中国政府对于先进柴油技术的引导始终不明确,基本依靠企业自己判断。由于博世在共轨方面的技术领先,国内很少企业把开发共轨作为突破口,但在单体泵方面则已经有所突破。成都威特是亚新科在单体泵产品上的竞争对手之一。这家公司在2004年时曾由一位海归技术人员带队,把电控单体泵的技术攻克,但在产能上一直未能提升,最多也只是1万多套。
  由于高压共轨技术进入中国较早,目前博世在中国柴油发动机市场配套的份额非常高。这对于其他希望进入的企业是个很大的壁垒。
  电装(中国)投资有限公司总经理山田升对《汽车商业评论》说:“目前国内燃油还有些不达标,跟我们的一些产品使用还有差距,和我们的器材还不能够特别的吻合。所以为了满足市场需要,我们做了一些其他的对应方法。”
  在汽车柴油机中,高速运转使柴油喷射过程的时间只有千分之几秒,实验证明,在喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。由于柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力波动,使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动有时还会在主喷射之后,使高压油管内的压力再次上升,达到令喷油器的针阀开启的压力,将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象,由于二次喷油不可能完全燃烧,于是增加了烟度和碳氢化合物(HC)的排放量,油耗增加。
共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式,由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管,通过对公共供油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化,因此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量,喷油量大小取决于燃油轨(公共供油管)压力和电磁阀开启时间的长短。

  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。当你从欧Ⅲ向欧Ⅳ升级时,这个结构仍然不变,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。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。同时在单体泵上采用了类似于共轨的生产性质,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,供应欧Ⅳ发动机,欧Ⅴ发动机正在做相关开发工作。单体泵系统另一个优势就是它的可靠性和寿命,而且这些性能已经在欧洲和北美市场上得到了超过十年甚至是15年的实际使用时间、数百万辆整车使用的证明。德尔福的单体泵系统在整个发动机使用过程中,可以很好的保证它的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会绝大多数采用单体泵和泵喷嘴技术。德尔福也在研发2010年新的排放法规所要求的新的系统。
产业升级是一个漫长的时间。霍尼韦尔全球副总裁兼中国与印度首席执行官沈达理(Shane Tedjarati)对《汽车商业评论》说:“从整个工业链来,我们要把乘用车装上柴油发动机,通常整个工业链面对这样大的改变,会需要10年、15年、甚至20年的时间。”但要想把握机会,则要从现在开始。