在大多數(shù)的商用車(chē)上我們都能夠看見(jiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的身影，而其中高壓共軌技術(shù)又是近幾年在柴油機(jī)上配置頻率最高的部件，今天小編就給大家介紹一下有關(guān)高壓

如今，在大多數(shù)的商用車(chē)上我們都能夠看見(jiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的身影，而其中高壓共軌技術(shù)又是近幾年在柴油機(jī)上配置頻率最高的部件，今天小編就給大家介紹一下有關(guān)高壓共軌柴油機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)。

首先我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)柴油機(jī)的特性。

為什么商用車(chē)特別是卡車(chē)裝配的幾乎都是柴油機(jī)呢？原因很簡(jiǎn)單，汽油的熱值為44000KJ/kg而柴油的熱值達(dá)到了46040KJ/kg，相同質(zhì)量的情況下柴油的能量爆發(fā)要大于汽油。一般同等排量的柴油機(jī)與汽油機(jī)相比油耗要低百分之三十左右，主要原因還是柴油機(jī)采用了壓燃式工作原理，而且柴油機(jī)的壓縮比例越高其熱效率越高，輸出的扭矩就越大。柴油機(jī)也因它燃料和工作方式的特殊性使得一氧化碳、碳?xì)浠衔锖投趸嫉呐欧帕繕O低，但在氮氧化合物（NOx）排放控制和顆粒物（PM）抑制方面要比汽油機(jī)的處理方式更加復(fù)雜。

柴油機(jī)的噴射控制系統(tǒng)是柴油機(jī)最為核心的部位，隨著人們逐漸認(rèn)識(shí)到顆粒物（PM）對(duì)環(huán)境帶來(lái)的危害，指定的排放標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)日趨嚴(yán)格，柴油機(jī)的噴射系統(tǒng)的改進(jìn)更加受到重視。柴油機(jī)噴射系統(tǒng)經(jīng)歷了機(jī)械和電控兩大時(shí)代。電控時(shí)代的柴油機(jī)噴射系統(tǒng)又可分為“位置控制式”、“時(shí)間控制式”和“時(shí)間壓力控制式”。

電控柴油機(jī)不再依靠駕駛員的油門(mén)深淺來(lái)控制機(jī)械泵的噴油量而是依托發(fā)動(dòng)機(jī)ECU來(lái)處理整機(jī)信息，ECU會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的實(shí)時(shí)狀況并且根據(jù)油門(mén)踏板的位置來(lái)調(diào)整噴油時(shí)間和噴油量。如今柴油機(jī)廣泛使用都是第三代“時(shí)間壓力控制式”噴油系統(tǒng)，也就是高壓共軌。

說(shuō)到噴油系統(tǒng)大家不約而同會(huì)想到德國(guó)的博世。博世作為世界頂尖的發(fā)動(dòng)機(jī)噴油系統(tǒng)研發(fā)公司，高壓共軌系統(tǒng)和其他的電控噴射系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛，質(zhì)量也深入人心。但誰(shuí)又曾想到過(guò)高壓共軌技術(shù)實(shí)際上是日本的電裝公司率先研發(fā)的，所以接下來(lái)我們就先來(lái)簡(jiǎn)單的介紹一下高壓共軌的歷史。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代，各國(guó)相繼制定了嚴(yán)格的柴油機(jī)排放法規(guī)。為滿(mǎn)足柴油機(jī)增效減排的需求，電裝公司在1991年發(fā)表了ECD-U2高壓共軌柴油機(jī)研究論文，并于同年開(kāi)始研發(fā)高壓共軌噴油技術(shù)。1995年德國(guó)的博世推出了轎車(chē)使用的高壓共軌系統(tǒng)，從此博世開(kāi)始了高壓共軌噴油系統(tǒng)的發(fā)展。目前世界上應(yīng)用的比較廣泛的高壓共軌技術(shù)有博世的EDC，電裝的ECD和德?tīng)柛５腄CR。

高壓共軌技術(shù)顧名思義就是提供更高的噴油的壓力，從而使得柴油達(dá)到最佳霧化效果與空氣混合更加充分，提高柴油的燃燒效率。如今博世的電控柴油噴射器已經(jīng)發(fā)展到第四代，噴油壓力從第一代的135Mpa一直提高到當(dāng)今的220Mpa。

共軌系統(tǒng)則是將燃油通過(guò)共軌管均勻的分配到各個(gè)噴油器上，噴油器通過(guò)ECU的精確計(jì)算來(lái)達(dá)到最佳的噴油效果，也使得柴油機(jī)工作的平順程度大大提高。以上的工作過(guò)程與傳統(tǒng)機(jī)械泵供油發(fā)動(dòng)機(jī)依靠發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速完全不同，一切均依靠噴油器上的柱塞式高壓泵產(chǎn)生壓力。

高壓共軌柴油機(jī)的電控系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成：傳感器 、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這三個(gè)結(jié)構(gòu)密不可分。

傳感器將實(shí)時(shí)車(chē)速、凸輪軸位置、曲軸位置與轉(zhuǎn)速、油溫、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、冷卻液溫度和油門(mén)踏板位置實(shí)時(shí)反饋到控制單元，控制單元再通過(guò)事先寫(xiě)入ECU的程序進(jìn)行計(jì)算，并將數(shù)據(jù)送到各大執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括噴油嘴，高低壓油泵等。執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)控制器輸送過(guò)來(lái)的指令對(duì)電磁閥進(jìn)行控制進(jìn)行準(zhǔn)確噴油。不僅如此執(zhí)行器還控制著EGR閥，保證柴油機(jī)的排放能夠達(dá)到規(guī)定水平。

介紹完電控系統(tǒng)我們?cè)賮?lái)看看發(fā)動(dòng)機(jī)的“血管”——油路。高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油路可以籠統(tǒng)的分為兩大類(lèi)：低壓油路和高壓油路。

低壓油路由油箱、輸油泵、燃油濾清器和低壓油管等部分組成，主要作用是向高壓油泵供應(yīng)燃油。高壓油路由高壓油泵、共軌管、限壓閥、噴油器和輸送燃油的高壓油管構(gòu)成。而高壓油路的作用不僅僅是噴油，還要起到高壓燃油儲(chǔ)存，燃油分配的作用。上述兩個(gè)輸油部分都是高壓共軌柴油機(jī)不可或缺的的一部分。

斯堪尼亞研發(fā)的XPI超高壓燃油噴射系統(tǒng)是目前世界上應(yīng)用最廣泛的一種，國(guó)內(nèi)的康明斯的ISG、ISZ和歐美國(guó)家使用的康明斯ISX發(fā)動(dòng)機(jī)均使用的是斯堪尼亞的XPI技術(shù)。

電控高壓共軌柴油機(jī)不僅僅是基于常規(guī)直接噴射柴油機(jī)上改進(jìn)，還結(jié)合了預(yù)噴射技術(shù)的噴油系統(tǒng)。預(yù)噴射技術(shù)是在發(fā)動(dòng)機(jī)主噴射前預(yù)先將一部分的燃油噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，使得這一部分燃油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)預(yù)先與空氣混合燃燒，縮短了主噴射燃油的燃燒延遲性。預(yù)噴射使得發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的工作壓力升高峰值壓力下降，整機(jī)運(yùn)作起來(lái)會(huì)比較平緩。但目前共軌系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到第四代，使用同軸可變噴油器，取消了預(yù)噴射過(guò)程。

高壓共軌柴油機(jī)主要特點(diǎn)還是在于噴油正時(shí)和燃油計(jì)量?jī)蓚€(gè)部分是完全分開(kāi)的，油壓控制和噴油過(guò)程均由ECU控制，油門(mén)踏板只是起到一個(gè)發(fā)號(hào)施令的作用，并不能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噴油起到一個(gè)關(guān)鍵性的控制作用。噴油器可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)，工況來(lái)調(diào)整噴油壓力，時(shí)間，并達(dá)到高精度的油量噴射，最大化的降低燃油損耗。與渦輪增壓和EGR以及后處理系統(tǒng)相結(jié)合應(yīng)用，能最大化的減少氮氧化合物（NOx）和顆粒物（PM）的排放。隨著增效減排的理念深入貫徹，柴油機(jī)發(fā)展趨勢(shì)中高壓共軌必定會(huì)成為一種主流。