電控分配泵噴油時間控制方法
從1980年代起，國外分配泵制造廠商就在機械控制式分配泵上采用電子技術，並投入批量生產，主要用於轎車柴油機。其中大部分仍保持原來分配泵的機械結構，僅加上電子執行機構和計算機控制器件以及傳感器，並且大多仍采用位置控制方法控制供油量，即和原來的機械控制式分配泵壹樣。但是它采用比例電磁閥或步進電機等執行機構來改變柱塞上控制套的控制棱邊與卸載孔的相對位置，以控制供油量，其結構稍復雜，但控制較容易。這種采用位置控制方法控制供油量的電控分配泵，例如在本講座“電子控制軸向柱塞式VE分配泵”中介紹的德國Bosch公司的VE—EDC電控分配泵(具體型號為VP37)，稱為第壹代電控分配泵。日本Zexel公司的Covec-1電控分配泵、日本電裝公司的ECD—V1電控分配泵，它們都是以德國Bosch公司機械控制式VE分配泵為基礎，加上電控元件改裝而成的。而英國Lucas公司的EPIC電控分配泵和美國Stanadyne公司的電控分配泵分別是以DPA和機械控制式DB分配為基礎發展而來的。
1986年德國Bosch公司投產的電控軸向柱塞式VE分配泵的變型產品多達778種，其中VP37電控分配泵的產量占80％，主要用於直噴式柴油機。其泵端壓力為70MPa，而嘴端的噴油壓力可達到900MPa。用於轎車和輕型車時，柱塞直徑為10—11mm，轉速2800r/min，每循環供油量為55mm3以下；而用於非道路車輛時，柱塞直徑為12mm，轉速2900r/min，每循環供油量為100mm3以下。VP37電控分配泵的使用壽命可達30萬km，相當於6000h。
2．第二代電控分配泵
後來，國外分配泵制造廠商又進壹步開發出采用時間控制方法來控制供油量，即用壹只高速電磁閥直接控制高壓油路的通斷，根據電磁閥通電時間的長短來確定供油量的大小，而根據電磁閥起作用時間的早晚來控制供油提前角。這種控制方法的結構簡單，控制自由度大，並可以控制供油速率，實現預噴射等等。這種采用時間控制方法來控制供油量的分配泵，稱為第二代電控分配泵。例如在本講座“電子控制軸向柱塞式VE分配泵”中介紹的德國Bosch公司的電控VE—MV分配泵(具體型號為VP30)、日本Zexel公司的Model-1電控分配泵、日本電裝公司的ECD—V3電控分配泵和美國Stanadyne公司的DS系列電控分配泵等。
1998年德國Bosch公司開始生產高速電磁閥控制的VP30軸向柱塞分配泵，其主要特點是綜合性能好和靈活的預噴射，並且壓力得到進壹步的提高，泵端壓力為80MPa,而嘴端的噴油壓力已可達到1200MPa。與上壹代的VP37分配泵相比，VP30分配泵的嘴端壓力提高了38%，可滿足歐Ⅲ排放標準的要求，並在整個發動機工作範圍內達到較低的噪聲水平。
3．第三代電控分配泵
隨著歐Ⅲ和歐Ⅳ排放標準的實施，要求分配泵的泵端壓力提高到100MPa以上，原有的分配泵機械結構已經不能滿足上述要求，分配泵的機械結構面臨新的變革。雖然德國Bosch公司和英國Lucas公司等制造廠商的分配泵每年產量數百萬臺，但他們都放棄了原來大批量生產的分配泵的傳統結構，花巨資重新開發第三代電控分配泵。
1996年德國Bosch公司成功地開發出了新型的VP44內凸輪電控分配泵，如圖1所示。它采用內凸輪、徑向對置式柱塞供油，分配轉子旋轉分配的結構；采用高速電磁閥直接控制高壓供油量。泵端壓力為100MPa，利用高壓油管中形成的壓力波效應，可使嘴端的噴油壓力達到180MPa。供油提前角用高速電磁閥控制，並能控制供油速率和預噴射。同時，這種泵的液壓效率達到了充分優化的水平，即使裝用這種泵的發動機功率比裝用常規分配泵的發動機功率提高了許多，但是其驅動扭矩峰值卻仍在相同水平上。
圖2示出了VP44電控分配泵高壓部分的詳細結構。其工作原理如下：泵軸分為驅動軸和分配軸兩部分，並經傳動鏈或齒形皮帶以2：1的減速比由曲軸驅動。泵軸轉動帶動壹個凸輪環中的兩個徑向對置式柱塞對向運動實現泵油。在四缸發動機用的分配泵凸輪環上，有四個對稱布置的凸輪凸起，因此每個柱塞在每轉壹周中四次抵達凸輪凸起上。凸輪環與柱塞之間的滾輪用來減少摩擦。被對向運動的柱塞壓縮的燃油流經壹個孔和旋轉著的分配軸似的壹個出油槽，通過分配套和泵頭上的連接管道、出油閥和高壓油管進入噴油嘴。燃油的計量由壹只電磁閥進行，閥針與分配軸合為壹體並壹同旋轉，而帶有線圈的磁鐵組件是固定不動的。除了柴油機的ECU之外，分配泵頂部裝有壹個油泵控制單元PCU。PCU僅僅控制電磁閥對噴油量和供油始點的調整，其中的計算基礎是轉角傳感器對信號齒輪進行掃描所發出的信號。PCU經CAN總線由發動機ECU給出噴油量和噴油始點的額定值。為使泵與發動機同步，在曲軸上裝有壹個傳感器，發動機每轉壹轉，該傳感器掃描4個參考信號，通過發動機ECU傳給PCU。
VP44電控分配泵最初采用三個徑向對置式柱塞供油，柱塞直徑為6．0mm，凸輪升程為3．5mm。後來，為了提高部分負荷時的噴油壓力，改進為兩個徑向對置式柱塞供油，柱塞直徑加大到7．0mm，凸輪升程加大到4．0mm。每個循環的最大供油量為40—50mm3，預噴射油量在1—3mm3之間，怠速時的噴油量約為4—5mm3，最大供油提前角為15°(油泵軸轉角)。它壹般可供3、4、5、6缸，單缸排量1升以下，最大功率250kW以下的柴油機使用，並可滿足歐Ⅲ和歐Ⅳ排放標準的要求。VP44電控分配泵的價格約比VP37高25—30%，約比機械控制式VE分配泵貴壹倍。