高压共轨原理

什么是高压共轨

高压共轨(Common Rail)电喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。它是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管(Rail)，通过公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力(Pressure)大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的程度。

高压共轨技术特点

1、可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力（ 120Mpa～200MPa ），实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，不仅可以控制氮养化物（NOx）和微粒（ PM ）在较小的数值内，以满足排放要求，又能保证优良的动力性和经济性。
2、由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象，因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀可得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排放。
3、共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。

高压共轨柴油发动机原理

柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达750- 1000K（而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K），大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。



图二：高压共轨柴油发动机原理图

单体泵和高压共轨的区别

相对于共轨系统而言，单体泵系统对燃油品质的要求相对较低，对水分的敏感性大大优于共轨系统，没有持续的喷射高压源带来的安全隐患，排放稳定性好；系统零部件比共轨系统成熟，使用寿命长；维修成本低：可进行单缸零部件更换，机械喷油器成本较电控喷油器成本低：缸平衡控制策略提供了很好的各缸一致性控制，单体泵自校正策略确保了生产一致性控制，电控系统自学习、自诊断策略确保了寿命期内的性能一致性控制。电控单体泵系统是一种模块化、时间控制的单缸高压泵系统，喷油始点与喷油量分别由电磁阀关闭时刻与关闭的持续时间决定，可达到2000bar的喷射压力。电控单体泵系统完全具备满足现行及未来排放限制、保持低油耗的技术能力。

电控高压共轨系统的特点：对轻型车来说系统零部件成熟且有长期使用考核验证、中型比较成熟；但是对重型柴油机使用寿命未经验证。