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电控分配泵燃油系统是在VE型分配泵的基础上实现电子控制，电子控制分配泵燃油喷射系统根据各种传感器的信息检测出发动机的实际运行状态，由电控单元完成喷油量控制、喷油时间控制和怠速转速控制。它主要由传感器、控制器和执行器等三大部分组成，如图2-9所示。
图2-9 电控分配泵燃油系统的组成
电控分配泵的发展主要经历了三个阶段：采用“位置控制”方式的第一代柱塞式电控分配泵；以“时间控制”为主的第二代柱塞式电控分配泵；柱塞采用径向分布的第三代柱塞式电控分配泵。
第一代电控柴油喷射系统取消了机械调速器，改由电驱动的执行器来控制油量控制套筒。油量控制电动机通过控制轴直接控制油量控制套筒的位置，并通过油泵顶部的电动机旋转角度传感器来测量油量控制套筒的实际位置，形成位置反馈的闭环控制系统。
为了提高喷油量的控制精度，还加装了燃油温度传感器。系统通过油温信号对喷射量进行微调，减少油量对喷油量的影响。
不管是机械式的燃油分配泵，还是电子控制的位置式分配泵，其喷油量大小都是由油量控制套筒的位置决定的。第一代位置控制式的电控系统取消了传统复杂的飞块—弹簧—杠杆调速系统，利用油量控制套筒的位置信号来实现对油量的灵活控制，发动机在不同工况下的喷油量由电子控制单元根据燃油温度和发动机本身的状况来决定。
图2-10 轴向柱塞的时间控制式分配泵结构图
采用时间控制方法来控制供油量的分配泵，即用一只高速电磁阀直接控制高压油路的通断，根据电磁阀通电时间的长短来确定供油量的大小；根据电磁阀起作用时间的早晚来控制供油提前角。这种控制方法的结构简单，控制自由度大，并可以控制供油速率，实现预喷射等。这种采用时间控制方法来控制供油量的分配泵，称为第二代电控分配泵。例如，德国博世公司的电子控制轴向柱塞式分配泵VP30、日本Zexel公司的Model-1电控分配泵、日本电装公司的ECD-V3电控分配泵和美国Stanadyne公司的DS系列电控分配泵等。
图2-10为一种轴向柱塞的时间控制式分配泵的结构示意图，该油泵的柱塞套筒是无法移动的，位置已经被固定，喷射过程由专门的电磁阀来完成。同时为了保证喷射控制的精度，还增加了一个凸轮轴的测速齿环和转速传感器，转速传感器既感知凸轮轴的位置，也测量凸轮轴的转速。相对第一代电控系统而言，该电控分配泵喷射系统主要是增加了高速电磁阀、凸轮轴转速传感器和油泵控制单元，用于燃油喷射的控制。
时间控制的轴向柱塞分配泵相对第一代电控系统，主要增加了高速电磁阀、凸轮轴转速传感器和油泵控制单元，用于燃油喷射的控制。
时间控制式径向柱塞式分配泵的结构示意图如图2-11所示。定时控制电磁阀调节定时活塞的压力，活塞为达到受力平衡，左右移动带动凸轮环相对分配转子转动，从而改变喷油提前角。时间控制式分配泵的核心部件是高速强力电磁阀，由径向柱塞或者轴向柱塞产生的燃油从分配转子的高压腔经电磁阀阀杆的密封端口流向低压腔。当电磁阀通电时，电磁阀杆向左移动，关闭密封端口，从而阻断了高压腔和低压腔之间的通道，在柱塞的压缩下油压迅速升高，从分配转子经出油阀送往喷油器。当电磁阀断电时，电磁阀阀杆在弹簧力的作用下，向右移动，打开密封端口，高压腔和低压腔之间被连通，压力立即释放，喷射结束。电磁阀开始通电的时刻决定了高压压力建立的时刻，也决定了燃油往缸内喷射的开始时刻；电磁阀断电的时刻决定了燃油向缸内喷射结束的时刻；电磁阀通电的持续时间，决定了喷射的持续时间，即喷油量大小。
图2-11 时间控制式的径向柱塞式分配泵的结构示意图
电子控制分配泵燃油系统是根据各种传感器的信息检测出发动机实际运行状态的。由电子控制单元完成的控制：①喷油量控制；②喷油时间控制；③怠速时间控制；④故障诊断功能；⑤故障应急功能。
根据不同的机型，电子控制的具体内容不同。有些机型可以实现上述①、②和③的三项控制，有些机型仅对②项，即只对喷油时间进行控制。
电子控制分配泵燃油系统按喷油量、喷油时间的控制方法可以分为位置控制式和时间控制式两类。分配泵又有轴向柱塞式和径向柱塞式两种。
位置控制式电控分配泵系统就是将VE分配泵中的机械调速器换成电子控制的执行机构，在博世公司和杰克赛尔公司都曾大量生产。
位置控制式电控分配泵系统的结构如图2-12所示。采用旋转螺线圈式执行机构，如图2-13所示。由于转子的旋转，改变轴下端的偏心球的位置来控制溢油环的位置。
图2-12 位置控制式电控分配泵系统的结构
图2-13 旋转螺线圈式执行机构
位置控制式电子控制分配泵系统是将VE型分配泵中的机械调速器转换成电子控制执行机构。其基本特点是保留了机械分配泵的溢油环，采用旋转式电磁铁，因此不用杠杆的。电磁铁中控制轴旋转改变了控制轴下端偏心球的位置，直接控制溢油环，控制喷油量。
喷油量的控制原理如图2-14所示。ECU根据发动机的状态计算出目标喷油量，并将结果输出到驱动回路；驱动回路根据ECU的指令一边反馈控制执行机构的位置，一边控制输出。这样，VE型分配泵的溢油环控制在目标位置，从而控制喷油量。
喷油时间的控制原理如图2-15所示。VE型分配泵的提前器活塞内设有连通高压腔和低压腔的通道，按占空比控制定时调节阀，使定时活塞两侧的压力差变化，从而控制喷油时间。由传感器检测出定时活塞的位置，从而进行反馈控制。
图2-14 喷油量控制原理
图2-15 喷油时间的控制原理图
时间控制式电子分配燃油系统结构如图2-16所示。
图2-16 时间控制式电子分配燃油系统
图2-17 喷油量的时间控制原理
电子控制单元内设有时钟，通过时钟控制喷油终了时刻，从而控制喷油量。控制喷油终了时刻的执行机构是由电磁阀，对每一次喷油都可以进行控制，因此，可以取消其他喷油控制机构。另外，时间控制方式电子回路比较简单。
时间控制式电子控制分配泵燃油系统的显著特点是取消了原VE型分配泵上的溢油环，在进油通路上设置一个电磁溢流阀，其喷油量控制原理，如图2-17所示。
在柱塞泵油阶段，当电磁溢流阀断电时，溢流阀打开，高压燃油立即卸压，停止喷油，喷油始点并不取决于电磁溢流阀关闭的时刻，而是取决于分配泵端面凸轮的行程，与采用的溢油环改变喷油终点以控制油量的方式一样，电磁溢流阀打开得越晚，喷油量越多，端面凸轮行程始点就是图2-17上喷油泵角度信号上的无齿段终点的信号。喷油泵角度传感器装在滚轮环上。这样，即使喷油正时有变化，由于喷油泵角度信号传感器随着滚轮环一起移动，因此喷油泵角并不改变，泵油始点与无齿段终点相对位置始终不变。
位置控制式电控分配泵有轴向柱塞式分配泵“位置控制”系统和径向柱塞式分配泵“位置控制”系统两种。
径向柱塞式分配泵与轴向柱塞式分配泵的主要区别是，轴向柱塞式分配泵的泵油柱塞与分配转子是同一部件，而径向柱塞式分配泵的泵油柱塞与分配转子则是分开的，泵油柱塞沿分配转子的径向运动完成泵油过程。
电控柴油机在喷油泵的顶部有一个油泵控制单元（PCU），而PCU是由发动机控制单元（ECU）控制的。PCU和ECU的内部都是一个以单片机为核心的模块，PCU直接安装在喷油泵顶部，而ECU则一般是安装在发动机附近或发动机上。PCU和ECU之间通过控制器局域网（CAN）进行通信。ECU根据这些传感器信号确定喷射定时和喷油量的大小，并将这些信息发送给PCU，PCU驱动油泵的电子执行器执行喷射定时和喷油量控制。
在时间控制式的燃油喷射系统中，PCU和ECU的分开便于发动机和燃油喷射系统的独立研发和生产。一般来讲，电控分配泵（喷油泵）和发动机是不在同一家工厂生产的，只要两者都有标准的CAN协议接口，电控分配泵就可以与不同型号的发动机匹配，喷油泵PCU不用调整。只需调整ECU内部存储器上存储的MAP图就可以了。
两个喷油泵之间，由于喷射电磁阀在加工和制造上的误差，在相同转速、喷油脉宽和喷射定时条件下喷油量并不完全相同，可以在生产时单独标出每个喷射泵的喷油脉宽应对喷油量的速度特性。这样，同一台发动机可以任意换装其他的喷油泵也不会对发动机性能产生较大的影响。因此，PCU和ECU的独立制造便于同型号喷油泵之间的参数进行一致性调整。
图2-18 PPVI电控燃油喷射系统结构简图
在传统直列泵上除了实施位置式电控系统外，还可以实施时间控制式的电控系统。如图2-18所示，将原来与直列泵相连的机械调速器（调速齿条、齿轮等）取消，在直列喷油泵出油阀和喷油器之间的高压油管路上，安装一个三通电磁阀，得到了简称为泵—管—阀—嘴（PPVI）式电控燃油喷射系统。同传统的泵—管—嘴的机械式喷油系统相比，发动机各缸都对应安装了一个控制喷射过程的电磁阀。因此，不再需要传统柱塞上的斜槽来控制喷油量，无斜槽柱塞泵的功能只是建立高压，不再具有喷油调节的功能，真正的喷油控制由电磁阀来完成。
PPVI式电控燃油喷射系统电磁阀的基本结构如图2-19所示，该电磁阀采用了多极式电磁铁结构，以使电磁铁在单位面积内产生最大的电磁力；衔铁与电磁铁之间的间隙很小，这是因为在相同通电电流下，两者之间的间距很小时，产生的电磁力可以达到较大值，同时满足电磁阀快速打开和关闭的升程变化要求。电磁阀线圈匝数、电磁铁与衔铁的正对面积、衔铁的厚度、回位弹簧的刚度和预紧力，以及电磁阀密封锥角的角度等都要经过仔细优化设计，以提高电磁阀执行器的喷射控制精度。
图2-19 PPVI系统电磁阀的基本结构
轴向柱塞式分配泵“位置控制”系统的主要组成如图2-20所示。该系统利用电子调速器，通过控制分配泵中的油量控制滑套位置来实现供油量的控制，利用电磁阀通过控制供油提前角自动调节器中正时活塞两侧的油压（决定正时活塞位置）来实现供油正时控制。
径向柱塞式分配泵的供油量控制是由控制泵油柱塞的行程和控制进油量两种途径来实现的。
径向柱塞式分配泵“位置控制”系统是在非电控径向柱塞式分配泵基础上，取消油量控制阀，利用电控元件控制泵油柱塞行程实现供油量“位置控制”的。而供油正时的“位置控制”，可以利用电控元件直接或间接控制分配泵内凸轮相对分配转子的位置来实现。
图2-20 轴向柱塞式分配泵“位置控制”系统
图2-21 时间控制电控分配泵系统组成图
“时间控制”式电控分配泵是以时间控制方法对供油量进行控制的。通过高速电磁阀实现了对供油量和供油时刻的控制。供油量的多少取决于电磁阀的持续通电时间，而分配泵何时供油即供油始点，则取决于电磁阀通电时刻。
时间控制电控分配泵系统组成图如图2-21所示。在“时间控制”式电控分配泵的控制系统中，无论是对供油量的控制还是对供油时刻的控制，都是通过高速电磁阀的工作来实现的。
所谓时间控制，就是用高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。这种系统可以保留原来的喷油泵—高压油管—喷油器系统，也可以采用新型的产生高压的燃油系统，用高速电磁阀直接控制高压燃油的喷射。一般情况下，电磁阀关闭，执行喷油；电磁阀打开，喷油结束。喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量则取决于电磁阀关闭时间的长短，因此既可实现喷油量控制又可实现喷油定时的控制。时间控制系统的控制自由度比较大。ECU内设有时钟，通过利用时钟，控制喷油终了时间，从而控制喷油量。控制喷油终了的执行机构是电磁阀，对每一次喷油都可以进行控制，因此，可以取消其他的喷油量控制机构。
而供油量的“位置控制”的特点是用模拟量来控制执行元件工作，通过对喷油泵油量控制机构的定位来得到所需的供油量。用以闭环控制供油量的反馈信号也是由模拟信号传感器检测的，ECU只能对模拟信号进行A/D转换后才能处理，这必然影响供油量的控制精度和执行元件的响应速度。此外，不论采用何种类型的电子调速器，总是需要由部分机械装置来完成对喷油泵供油量的调节，也会降低控制精度和响应速度。所以继供油量“位置控制”之后出现了“时间控制”。
时间控制式电控分配泵系统有轴向柱塞式分配式“时间控制”系统和径向柱塞式“时间控制”分配两种。
采用“时间控制”方式的分配泵电控系统，根据高速电磁阀对分配泵供油的控制方式不同，可分为回油控制方式和进油控制方式两种类型。
采用回油控制方式的分配泵的进、回油通道相互独立，高速电磁阀安装在分配泵回油通道中，只对分配泵工作时的回油过程进行控制；而分配泵的柱塞上仍保留有进油槽，由柱塞上的进油槽和柱塞套筒上的进油孔控制分配泵的进油过程。在柱塞吸油过程中高速电磁阀处于关闭状态，泵油过程开始后高压油腔即产生高压，分配泵向某缸喷油器供油；当由ECU控制的高速电磁阀通电时，电磁阀打开高压腔回油通道，柱塞顶部的高压油腔内油压迅速下降，分配泵向某缸的供油停止。
采用进油控制方式的分配泵的柱塞上取消了进油槽，分配泵柱塞只有吸油和泵油两个行程。分配泵的回油通道与进油通道合二为一，高速电磁阀安装在进油通道中，控制分配泵工作时的供油开始和结束时刻。
采用“时间控制”方式的分配泵中，取消了电控液压供油提前角自动调节器，完全用高速电磁阀的关闭和开启时刻来控制供油的开始和结束时刻，真正实现了供油正时的“时间控制”。
在分配泵供油正时的“时间控制”系统中，为提高供油正时控制精度、降低电磁阀的“时间延迟”效应，ECU除根据检测柴油机工况信息的各种传感器信号控制供油正时外，一般采用两种控制措施：
1）采用电磁阀关闭时间传感器来精确测定电磁阀关闭始点和终点时刻，以便向ECU提供电磁阀驱动脉冲的实际输出正时，实现对电磁阀驱动脉冲输出正时的闭环控制。
2）采用各种类型的喷油始点传感器，精确测定喷油器的实际喷油始点，ECU根据此传感器的反馈信号修正对分配泵供油正时的控制。
采用“时间控制”方式的分配泵，为准确控制各缸的供油顺序，一般设有供油信号发生器，该信号发生器与凸轮轴/曲轴位置传感器制成一体。
径向柱塞式分配泵“时间控制”系统与轴向柱塞式分配泵“时间控制”系统类似，在分配泵的进油道（也是回油道）中安装一个由ECU控制的电磁阀（取代传统的油量控制阀），在保证分配泵柱塞行程一定的前提下，通过控制电磁阀的开启和关闭时刻，来实现供油量和供油正时的“时间控制”。
径向柱塞式分配泵的结构如图2-22所示。
工作原理：驱动轴带动柱塞、滚柱座和滚柱一同旋转，内凸轮9始终处于静止状态。当滚柱旋转开始被内凸轮压缩时，带动两侧柱塞向内移动，分配泵油腔内的柴油被压缩。高压柴油通过转子分配口和分配套筒上的出油通道进入某一缸的喷油器，进行喷油，如图2-23中压油段2所示。当滚柱到达内凸轮的凸峰处时，继续旋转则柱塞在离心力的作用下开始向两侧移动，油腔内油压下降，分配泵泵油结束，在图2-23中显示为卸油段3。
图2-22 径向柱塞式分配泵结构
1—驱动轴 2—供油提前角自动调节器 3—滚柱座 4—分配泵柱塞 5—分配转子 6—分配套筒 7—叶片式输油泵 8—滚柱 9—内凸轮 10—油量控制阀
图2-23 分配泵柱塞工作原理图
1—内凸轮基圆 2—压油段 3—卸油段 4—吸油段
分配泵继续旋转，当到达吸油段4时，分配套筒上的进油口与分配转子径向油道接通；另一方面，滚柱向两侧移动的同时在旋转离心力的作用下柱塞继续向两侧移动，并在分配泵油腔内产生真空吸力。在真空吸力的作用下，来自叶片式输油泵的柴油通过进油管道被吸入分配泵油腔内。当滚柱旋转至内凸轮基圆处时停止吸油，并保持泵腔内油压不变，直至再次进入压油阶段。至此，径向分配泵完成了一次泵油过程。
博世柴油机电子控制分配泵燃油系统主要传感器如图2-24所示，电控分配泵燃油系统主要传感器有发动机转速传感器、冷却液温度传感器、进气歧管温度传感器、燃油温度传感器、调节滑套位置传感器（或调节活塞运动传感器）、针阀升程传感器、车速传感器、加速踏板位置传感器、大气压力传感器、空气流量传感器、制动灯开关、离合器踏板开关和制动踏板开关。
图2-24 电子控制分配泵燃油系统主要传感器和执行器
如图2-24所示，电子控制分配泵燃油系统中使用的主要执行器有喷油正时阀、燃油切断阀、EGR电磁阀、喷油器增压压力控制电磁阀和空调压缩机等。