高壓共軌燃油系統主要部件介紹

　　一、前言 　　共軌式噴油系統于二十世紀 90 年代中后期才正式進入實用化階段。這類電控系統可分為：蓄壓式電控燃油噴射系統、液力增壓式電控燃油噴射系統和高壓共軌式電控燃油噴射系統。高壓共軌系統可實現在傳統噴油系統中無法實現的功能，其優點有： 　　a. 共軌系統中的噴油壓力柔性可調，對不同工況可確定所需的最佳噴射壓力，從而優化柴油機綜合性能。 　　b. 可獨立地柔性控制噴油正時，配合高的噴射壓力（ 120MPa~200MPa ），可同時控制 NOx 和微粒（ PM ）在較小的數值內，以滿足排放要求。 　　c. 柔性控制噴油速率變化，實現理想噴油規律，容易實現預噴射和多次噴射，既可降低柴油機 NOx ，又能保證優良的動力性和經濟性。 　　d. 由電磁閥控制噴油，其控制精度較高，高壓油路中不會出現氣泡和殘壓為零的現象，因此在柴油機運轉范圍內，循環噴油量變動小，各缸供油不均勻可得到改善，從而減輕柴油機的振動和降低排放。 　　由于高壓共軌系統具有以上的優點，現在國內外柴油機的研究機構均投入了很大的精力對其進行研究。比較成熟的系統有：德國 ROBERT BOSCH 公司的 CR 系統、日本電裝公司的 ECD-U2 系統、意大利的 FIAT 集團的 unijet 系統、英國的 DELPHI DIESEL SYSTEMS 公司的 LDCR 系統等。 　　二、高壓共軌燃油噴射系統主要部件介紹 　　 　　圖 1 為高壓共軌電控燃油噴射系統的基本組成圖。它主要由電控單元、高壓油泵、共軌管、電控噴油器以及各種傳感器等組成。低壓燃油泵將燃油輸入高壓油泵，高壓油泵將燃油加壓送入高壓油軌，高壓油軌中的壓力由電控單元根據油軌壓力傳感器測量的油軌壓力以及需要進行調節，高壓油軌內的燃油經過高壓油管，根據機器的運行狀態，由電控單元從預設的 map 圖中確定合適的噴油定時、噴油持續期由電液控制的電子噴油器將燃油噴入氣缸。 　　1 、高壓油泵

　　高壓油泵的供油量的設計準則是必須保證在任何情況下的柴油機的噴油量與控制油量之和的需求以及起動和加速時的油量變化的需求。由于共軌系統中噴油壓力的產生于燃油噴射過程無關，且噴油正時也不由高壓油泵的凸輪來保證，因此高壓油泵的壓油凸輪可以按照峰值扭矩最低、接觸應力最小和最耐磨的設計原則來設計凸輪。 　　bosch 公司采用由柴油機驅動的三缸徑向柱塞泵來產生高達 135Mpa 的壓力。該高壓油泵在每個壓油單元中采用了多個壓油凸輪，使其峰值扭矩降低為傳統高壓油泵的 1/9 ，負荷也比較均勻，降低了運行噪聲。該系統中高壓共軌腔中的壓力的控制是通過對共軌腔中燃油的放泄來實現的，為了減小功率損耗，在噴油量較小的情況下，將關閉三缸徑向柱塞泵中的一個壓油單元使供油量減少。 　　日電裝公司采用了一個三作用凸輪的直列泵來產生高壓，如圖 2 所示。該高壓油泵對油量的控制采用了控制低壓燃油有效進油量的方法，其基本原理如圖 3 所示。

　　a 柱塞下行，控制閥開啟，低壓燃油經控制閥流入柱塞腔； 　　b 柱塞上行，但控制閥中尚未通電，處于開啟狀態，低壓燃油經控制閥流回低壓腔； 　　c 在達到供油量定時時，控制閥通電，使之關閉，回流油路被切斷，柱塞腔中的燃油被壓縮，燃油經出油閥進入高壓油軌。利用控制閥關閉時間的不同，控制進入高壓油軌的油量的多少，從而達到控制高壓油軌壓力的目的； 　　d 凸輪經過最大升程后，柱塞進入下降行程，柱塞腔內的壓力降低，出油閥關閉，停止供油，這時控制閥停止供電，處于開啟狀態，低壓燃油進入柱塞腔進入下一個循環。 　　該方法使高壓油泵不產生額外的功率消耗，但需要確定控制脈沖的寬度和控制脈沖與高壓油泵凸輪的相位關系，控制系統比較復雜。