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

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

首先我們先來說說柴油機的特性。

為什么商用車特別是卡車裝配的幾乎都是柴油機呢？原因很簡單，汽油的熱值為44000KJ/kg而柴油的熱值達到了46040KJ/kg，相同質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與汽油機相比油耗要低百分之三十左右，主要原因還是柴油機采用了壓燃式工作原理，而且柴油機的壓縮比例越高其熱效率越高，輸出的扭矩就越大。柴油機也因它燃料和工作方式的特殊性使得一氧化碳、碳氫化合物和二氧化碳的排放量極低，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的處理方式更加復雜。

柴油機的噴射控制系統(tǒng)是柴油機最為核心的部位，隨著人們逐漸認識到顆粒物（PM）對環(huán)境帶來的危害，指定的排放標準法規(guī)日趨嚴格，柴油機的噴射系統(tǒng)的改進更加受到重視。柴油機噴射系統(tǒng)經歷了機械和電控兩大時代。電控時代的柴油機噴射系統(tǒng)又可分為“位置控制式”、“時間控制式”和“時間壓力控制式”。

電控柴油機不再依靠駕駛員的油門深淺來控制機械泵的噴油量而是依托發(fā)動機ECU來處理整機信息，ECU會實時監(jiān)測發(fā)動機整機的實時狀況并且根據(jù)油門踏板的位置來調整噴油時間和噴油量。如今柴油機廣泛使用都是第三代“時間壓力控制式”噴油系統(tǒng)，也就是高壓共軌。

說到噴油系統(tǒng)大家不約而同會想到德國的博世。博世作為世界頂尖的發(fā)動機噴油系統(tǒng)研發(fā)公司，高壓共軌系統(tǒng)和其他的電控噴射系統(tǒng)的應用十分廣泛，質量也深入人心。但誰又曾想到過高壓共軌技術實際上是日本的電裝公司率先研發(fā)的，所以接下來我們就先來簡單的介紹一下高壓共軌的歷史。

進入20世紀90年代，各國相繼制定了嚴格的柴油機排放法規(guī)。為滿足柴油機增效減排的需求，電裝公司在1991年發(fā)表了ECD-U2高壓共軌柴油機研究論文，并于同年開始研發(fā)高壓共軌噴油技術。1995年德國的博世推出了轎車使用的高壓共軌系統(tǒng)，從此博世開始了高壓共軌噴油系統(tǒng)的發(fā)展。目前世界上應用的比較廣泛的高壓共軌技術有博世的EDC，電裝的ECD和德爾福的DCR。

高壓共軌技術顧名思義就是提供更高的噴油的壓力，從而使得柴油達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發(fā)展到第四代，噴油壓力從第一代的135Mpa一直提高到當今的220Mpa。

共軌系統(tǒng)則是將燃油通過共軌管均勻的分配到各個噴油器上，噴油器通過ECU的精確計算來達到最佳的噴油效果，也使得柴油機工作的平順程度大大提高。以上的工作過程與傳統(tǒng)機械泵供油發(fā)動機依靠發(fā)動機轉速完全不同，一切均依靠噴油器上的柱塞式高壓泵產生壓力。

高壓共軌柴油機的電控系統(tǒng)主要由三個部分組成：傳感器 、控制器和執(zhí)行機構，這三個結構密不可分。

傳感器將實時車速、凸輪軸位置、曲軸位置與轉速、油溫、進氣溫度、進氣壓力、冷卻液溫度和油門踏板位置實時反饋到控制單元，控制單元再通過事先寫入ECU的程序進行計算，并將數(shù)據(jù)送到各大執(zhí)行機構，包括噴油嘴，高低壓油泵等。執(zhí)行機構根據(jù)控制器輸送過來的指令對電磁閥進行控制進行準確噴油。不僅如此執(zhí)行器還控制著EGR閥，保證柴油機的排放能夠達到規(guī)定水平。

介紹完電控系統(tǒng)我們再來看看發(fā)動機的“血管”——油路。高壓共軌柴油發(fā)動機的油路可以籠統(tǒng)的分為兩大類：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成。而高壓油路的作用不僅僅是噴油，還要起到高壓燃油儲存，燃油分配的作用。上述兩個輸油部分都是高壓共軌柴油機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)是目前世界上應用最廣泛的一種，國內的康明斯的ISG、ISZ和歐美國家使用的康明斯ISX發(fā)動機均使用的是斯堪尼亞的XPI技術。

電控高壓共軌柴油機不僅僅是基于常規(guī)直接噴射柴油機上改進，還結合了預噴射技術的噴油系統(tǒng)。預噴射技術是在發(fā)動機主噴射前預先將一部分的燃油噴入發(fā)動機氣缸，使得這一部分燃油在發(fā)動機內預先與空氣混合燃燒，縮短了主噴射燃油的燃燒延遲性。預噴射使得發(fā)動機氣缸內的工作壓力升高峰值壓力下降，整機運作起來會比較平緩。但目前共軌系統(tǒng)已經發(fā)展到第四代，使用同軸可變噴油器，取消了預噴射過程。

高壓共軌柴油機主要特點還是在于噴油正時和燃油計量兩個部分是完全分開的，油壓控制和噴油過程均由ECU控制，油門踏板只是起到一個發(fā)號施令的作用，并不能對發(fā)動機噴油起到一個關鍵性的控制作用。噴油器可根據(jù)發(fā)動機實時，工況來調整噴油壓力，時間，并達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)相結合應用，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，柴油機發(fā)展趨勢中高壓共軌必定會成為一種主流。