高壓共軌技術是指在由高壓油泵、壓力傳感器和ECU組成的閉環系統中,將噴射壓力的產生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式,由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管,通過對公共供油管內的油壓實現精確控制,使高壓油管壓力大小與發動機的轉速無關,可以大幅度減小柴油機供油壓力隨發動機轉速的變化,因此也就減少瞭傳統柴油機的缺陷。ECU控制噴油器的噴油量,噴油量大小取決於燃油軌(公共供油管)壓力和電磁閥開啟時間的長短。
1.高壓共軌的名詞解釋
高壓共軌技術是指在由高壓油泵、壓力傳感器和ECU組成的閉環系統中,將噴射壓力的產生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式,由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管,通過對公共供油管內的油壓實現精確控制,使高壓油管壓力大小與發動機的轉速無關,可以大幅度減小柴油機供油壓力隨發動機轉速的變化,因此也就減少瞭傳統柴油機的缺陷。ECU控制噴油器的噴油量,噴油量大小取決於燃油軌(公共供油管)壓力和電磁閥開啟時間的長短。
2.共軌系統與柴油噴射系統的區別
共軌系統與之前以凸輪軸驅動的柴油噴射系統不同,共軌式柴油噴射系統將噴射壓力的產生和噴射過程彼此完全分開。電磁閥控制的噴油器替代瞭傳統的機械式噴油器,燃油軌中的燃油壓力由一個徑向柱塞式高壓泵產生,壓力大小與發動機的轉速無關,可在一定范圍內自由設定。共軌中的燃油壓力由一個電磁壓力調節閥控制,根據發動機的工作需要進行連續壓力調節。電控單元作用於噴油器電磁閥上的脈沖信號控制燃油的噴射過程。噴油量的大小取決於燃油軌中的油壓和電磁閥開啟時間的長短,及噴油嘴液體流動特性。
燃油噴射壓力是柴油發動機的重要指標,因為它聯系著發動機的動力、油耗、排放等。目前,共軌柴油噴射系統已將燃油噴射壓力提高到1800巴。
3.高壓共軌的作用
高壓油泵提將燃油輸送到公共供油管,通過控制噴油器將燃油直接噴射到缸內。高壓共軌將噴射過程和油壓產生完全分開,使供油壓力不會受到發動機轉速的影響。
優點:
●高壓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。
●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。
●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。
●由電磁閥控制噴油,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。
4.高壓共軌的特點
其主要特點可以概括如下:
共軌腔內的高壓直接用於噴射,可以省去噴油器內的增壓機構;而且共軌腔內是持續高壓,高壓油泵所需的驅動力矩比傳統油泵小得多。
通過高壓油泵上的壓力調節電磁閥,可以根據發動機負荷狀況以及經濟性和排放性的要求對共軌 腔內的油壓進行靈活調節,尤其優化瞭發動機的低速性能。
通過噴油器上的電磁閥控制噴射定時,噴射油量以及噴射速率,還可以靈活調節不同工況下預噴射和後噴射的噴射油量以及與主噴射的間隔。
高壓共軌系統由五個部分組成,即高壓油泵、共軌腔及高壓油管、噴油器、電控單元、各類傳感器和執行器。供油泵從油箱將燃油泵入高壓油泵的進油口,由發動機驅動的高壓油泵將燃油增壓後送入共軌腔內,再由電磁閥控制各缸噴油器在相應時刻噴油。
預噴射在主噴射之前,將小部分燃油噴入氣缸,在缸內發生預混合或者部分燃燒,縮短主噴射的著火延遲期。這樣缸內壓力升高率和峰值壓力都會下降,發動機工作比較緩和,同時缸內溫度降低使得NOx排放減小。預噴射還可以降低失火的可能性,改善高壓共軌系統的冷起動性能。主噴射初期降低噴射速率,也可以減少著火延遲期內噴入氣缸內的油量。提高主噴射中期的噴射速率,可以縮短噴射時間從而縮短緩燃期,使燃燒在發動機更有效的曲軸轉角范圍內完成,提高輸出功率,減少燃油消耗,降低碳煙排放。主噴射末期快速斷油可以減少不完全燃燒的燃油,降低煙度和碳氫排放。