船用柴油机高压共轨系统(1)140528[兼容模式]

柴油机电控共轨系统s09040671.高压共轨技术简介柴油机在机械喷射、增压喷射和普通电喷后,近几年来出现了共轨高压喷射。

高压共轨燃油喷射系统是建立在直喷技术、预喷射技术和电控技术基础之上的一种全新概念的燃油喷射系统。

其主要由低压供油系统、高压供油系统、燃油喷射系统和电控管理系统等组成(图1) 。

关键部件是由高速电磁阀控制喷射的喷油器和所有喷油器公用的公共蓄压油管(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。

它通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油,分送到每个喷油器,并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合,定时、定量地控制喷油器喷射到燃烧室的油量,从而保证柴油机达到最佳的雾化、燃烧和最少的污染排放。

高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能,其优点有:1. 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。

2. 可独立地柔性控制喷油正时,配合高的喷射压力(120～200MPa) ,可同时控制NOx 和微粒( PM)在较小的数值内,以满足排放要求。

3. 柔性控制喷油速率变化,实现理想喷油规律,容易实现预喷射和多次喷射,既可降低柴油机NOx ,又能保证优良的动力性和经济性。

4. 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此外，共轨技术对促进环境的保护也具有不可忽视的作用：高压共轨系统是世界最为先进的燃油喷射系统,被世界内燃机行业公认为20 世纪三大突破之一,它能够在不同工况下都以120 MPa 的喷射压力实现稳定可控喷射,使柴油机各工况的燃烧达到最佳状况,性能大大优化,排放中的有害成分进一步减少。

柴油高压共轨原理
柴油高压共轨原理是一种现代柴油燃油系统，通过将柴油加压到高压共轨中供给喷油器，实现精确的燃油控制。

其工作原理如下：
1. 燃油供给：柴油从燃油箱经过燃油泵被送至高压燃油管道，然后进入高压共轨。

2. 高压共轨：高压共轨是一个储存燃油的管道，其内部保持着高压。

在共轨的两端分别有进油口和出油口。

燃油进入共轨后，通过压力调节阀控制压力的大小。

3. 压力调节：压力调节阀控制共轨内的压力，根据需要不断调整。

当压力过高时，调节阀会放出一部分燃油，保持压力稳定；当压力过低时，调节阀会打开，使燃油从燃油泵进入共轨，提高压力。

4. 喷油器控制：在高压共轨上有多个喷油器，其工作由电子控制单元(ECU)控制。

ECU通过控制喷油器的打开和关闭时间以
及喷油的压力，来控制燃油的喷射量和喷射时间。

5. 精确喷射：由于高压共轨可以提供稳定的高压和精确的喷射时间控制，使得燃油能够在喷油器中形成微细的燃油雾化和高速燃烧，提高燃油的利用效率和动力性能。

总之，柴油高压共轨原理通过高压共轨和精确的燃油控制系统，
实现了精准的燃油喷射，提高了柴油引擎的燃烧效率和动力性能。

柴油机高压共轨燃油喷射系统共3篇柴油机高压共轨燃油喷射系统1柴油机作为一种特殊的内燃机，具有功率大、经济性好、耐用等优点。

现在，在各类重型机械、车辆以及船舶中都广泛应用。

然而，柴油机在使用过程中，其燃料喷射系统一直是一项重要的研究课题。

过去的燃油电喷和机械泵喷嘴逐渐被淘汰，取而代之的是高压共轨燃油喷射系统，本文就来探索一下这个系统的工作原理和优点。

一、高压共轨燃油喷射系统的工作原理高压共轨燃油喷射系统是指通过高压油泵将燃油压制到高压下，然后通过共轨系统将燃油输送到喷油器，并实现喷油控制。

该系统由高压油泵、高压共轨、压力调节器、电控喷油器等部分组成。

其中高压共轨是系统的关键部分，其负责储存经过高压油泵压制的燃油，并向喷油器输送高压燃油。

通过电控器对喷油器的电磁阀进行开关控制，可使喷油器的燃油喷射量达到预期效果，从而实现精准喷油。

二、高压共轨燃油喷射系统的优点高压共轨燃油喷射系统相对于传统的电喷和机械泵喷嘴有许多优点：1. 节省燃油：高压共轨燃油喷射系统可实现精准喷油，避免了传统喷射系统中过多或过少喷油而导致的燃油浪费。

2. 噪音小：高压共轨燃油喷射系统具有较低的噪音水平，能够提升汽车的舒适性。

3. 排放低：通过高压共轨燃油喷射系统的精准喷油控制，燃油燃烧更加充分，大大减少了有害气体排放，符合现代环保要求。

4. 自适应性强：柴油机在运行时其燃油需求随着车速和负载等因素的改变而变化，高压共轨燃油喷射系统能够更精确地适应这些变化。

三、未来展望未来，随着高压共轨燃油喷射系统技术的不断升级以及制造成本的降低，其应用范围将不断扩大。

未来的柴油机燃油喷射系统不仅需要具备精准喷油、低噪音、低排放等诸多特点，还需要结合智能控制等先进技术，实现更加高效、安全、环保的燃油喷射系统。

同时，还需要进一步优化整个燃油系统的设计，提高燃油的利用率，以满足汽车燃油和环境保护等方面的需求。

结语：高压共轨燃油喷射系统是目前柴油机领域最为先进的燃油喷射系统之一。

船用柴油机高压共轨技术13结构参数试验数据试验数据仿真边界24多控制参数影响多控制参数综合优化2014/5/29主要由供油单元、共轨单元和电控单元（WECS）等部件组成☐供油单元将高压燃油泵压缩的燃油送至集油器和共轨管，共轨管内的燃油通过喷射控制单元向喷油器供油；伺服油泵将伺服油送入伺服油轨，驱动和控制排气阀启闭;☐共轨单元主要包括共轨管系，还包括布置油喷射控制单排气阀控制单各缸的燃油喷射控制单元、排气阀控制单元及一些阀件等，它们都集成在共轨箱体中。

☐WECS根据柴油机当前工况，触发相应的电CS根据柴油机当前况，触发相应的电液轨阀，实现轨压调节、喷射正时、喷油脉宽以及排气阀启、闭角的柔性控制，通过总共轨系统总体结构线通讯的方式与船舶其它控制系统进行数据交互。

●高压共轨系统结构高共轨系统结构供油单元共轨单元喷油控制单元排气控制单元单供油单元主要由供油单元驱动装置、燃油泵、伺服油泵及其调节机构组成。

驱动装置：由齿轮组、三突起驱动凸轮、驱动轴、伺服油泵驱动齿轮和小齿轮等组成，在曲轴带动下驱动燃油泵和伺服油泵；供油单元结构泵属于直列泵量控制☐燃油泵：属于直列油泵，油量的控制方式与机械式燃油泵相似，油量的控制方式通过调节齿条带动活塞套筒转动方式通过调节齿条带动活塞套筒转动，改变进油孔和控制凹槽的相对位置来控制进油量，进而控制蓄压油腔和高压燃制进量进制蓄和高油出油管中的燃油压力；高压燃油直接送至集油器，燃油通过两根独立双层壁高压油管接入燃油共轨管；☐集油器进口端设有单向阀，隔离高低并在其部置安全当压燃油，并在其上部设置安全阀，当燃油压力达到或超过安全阈值时，自动打开安全阀将燃油泄放到燃油溢流柜中供油单元结构开安全阀将燃油泄放到燃油溢流柜中，保证共轨系统的安全。

①高压燃油出油管、②止回阀、③蓄压油腔、④止回阀、⑤增压腔、⑥低压燃油管、⑦低压燃油进油口、⑧低压燃油出油口、⑨进油孔、⑩调节齿条、⑪柱塞套筒转臂、⑫上部弹簧座、⑬柱塞、⑭压缩弹簧、⑮下部弹簧座、⑯导向柱塞、⑰滚轮；⑱三相凸轮；⑲簧缩簧簧滚伺服油泵是由凸轮驱动柱塞增压的方式产生高压伺服油，通过调节PWM（Pulse Width Modulation）占空比来调节伺服油泵出油口的油量和压力；供油单元结构①调压电磁阀、②低压油管、③低压进油、④上部弹簧座、⑤下部弹簧座①调压电磁阀、②低压油管、③低压进油口、④上部弹簧座、⑤下部弹簧座RT-Flex型柴油机共轨系统概述共轨单元主要包括共轨管系，还包括布置在各缸的燃油喷射控制单元、排气阀控制单元及一些阀件等，它们都集成在共轨箱体中成在共轨箱体中。

高压共轨燃油喷射系统是一种先进的发动机燃油供应系统，它通过在可调电磁阀和空气控制单元的帮助下，将柴油高压从高压泵输送到一个共轨。

高压共轨燃油喷射系统具有以下特点：高压燃油供应、快速、精确、燃油喷射精细等。

高压共轨燃油喷射系统的主要组成部分包括高压泵、共轨、喷油嘴、传感器和控制单元。

高压泵是高压共轨燃油喷射系统的核心部件，它负责将柴油加压到非常高的压力。

高压泵通常使用柱塞泵的工作原理，通过柱塞上下运动的运动来抽取和加压燃油。

在高压泵中，柴油被压力到巨大的压力，通常可以达到数千个巴。

共轨是一个管道系统，其作用是将高压泵输送的高压燃油储存在其中，在准确的时间和压力下喷射燃油。

共轨的材料通常使用高强度、耐高压的材料，如高强度钢或铝合金。

喷油嘴是燃油喷射系统中负责喷射燃油到发动机燃烧室的部件。

喷油嘴的喷油孔直径非常小，通常在数十微米的范围内，这使得喷油系统可以产生高喷射压力并实现精细的燃油喷射控制。

喷油嘴喷射燃油的时间和数量受到控制单元的精确控制。

传感器是高压共轨燃油喷射系统的关键部件之一，它用于监测和测量各种参数，如油压、燃油温度、水分含量等。

传感器将这些参数的信息反馈给控制单元，以便进行实时调整和控制。

控制单元是高压共轨燃油喷射系统的大脑，它接收来自传感器的参数信息，并根据预设的燃油喷射控制策略来控制高压泵和喷油嘴的工作。

控制单元通常使用微处理器以及相关的软件和算法来实现精确的燃油喷射控制。

高压共轨燃油喷射系统相较于传统的喷油系统有几个显著的优点。

首先，高压共轨燃油喷射系统可以实现更高的喷射压力和更精细的喷油控制，从而提高发动机的效率和动力输出。

其次，高压共轨燃油喷射系统具有更快的响应速度，可以实现更准确的喷油时间和数量控制，从而提高燃烧效率和降低排放。

另外，高压共轨燃油喷射系统还具有更低的噪音和振动水平，提高了驾驶的舒适性。

总之，高压共轨燃油喷射系统是一种现代化的发动机燃油供应系统，它通过高压泵、共轨、喷油嘴、传感器和控制单元等组成部分，实现了高压、快速、准确、精细的燃油喷射控制。

浅析船舶柴油机共轨技术共轨技术是指高压喷油泵、压力传感器和ECU（计算机控制）组成的闭式系统中将喷油压力的产生和喷射过程彼此分开的喷油技术。

本文旨在通过对船舶柴油机共轨技术的浅析，分析该技术的管理要点，并给予实际从业者一定的指导建议。

系统组成共轨系统由五个部分组成，即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器，供油泵从油箱将燃油泵入高压油泵的进油口，由柴油机驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨腔内，再由电磁阀控制各缸喷油器在相应时刻喷油。

如图1.1所示。

1.1.电喷式柴油机取消了凸轮轴、燃油高压油泵、排气阀的高压驱动油泵以及空气分配器。

1.2.供油单元增加了一套供油单元。

此单元由4至6台常规柱塞套简油泵组成，但不再需要定时，由主机自身传动齿轮带动。

1.3.伺服油泵在供油单元中设有伺服油泵，正常工作时输出伺服油。

伺服油系统中还设有电动液压油泵，在备车状态时提供液压油至液压油总管或叫液压油轨。

1.4.燃油喷射控制单元为了防止电磁阀卡死在常开位置导致燃油源源不断地喷进气缸，燃油系统中专门设计了燃油喷射控制。

油量由电子调速器根据主机工况输出信号给WECS9500控制系统，再由它控制燃油喷射控制单元，控制油路的接通与断开。

此阀设有位移传感器，把所喷射的油量反馈给控制系统，一旦油量在本循环中已给足，就切断电磁阀，并只有在三只电磁阀均回到零位时，才能给出下一循环的油量，以防止电磁阀卡死时造成的误喷油。

1.5.电子控制单元(ECU)它是电喷的核心部分，实际工况中，当燃油压力约在90MPa，并且油压随负荷的变化而相应调整。

低转速时，油压相对较低，约在60MPa 左右，以免油压过高而缸内压缩压力较低致使油束喷到活塞头上。

当主机接收到起动信号时，由ECU根据安装在自由端的角度传感器的角度信号，控制气缸进气顺序。

一旦主机转动后，带动供油单元中的油泵。

主机转动一次，每只油泵将供油三次。

因液体是不可压缩的，在起动过程当中，油压会很快建立。

船用电控柴油机燃油共轨系统分析及管理作者：葛泽宇来源：《航海》2017年第03期摘要：本文以MAN B&W公司的ME低速柴油机为例，具体介绍了电控柴油机燃油共轨系统关键技术，ME系列的特点及工作原理，并从管理角度对该系统的主要部件使用故障和注意事项进行分析。

关键词：船用电控柴油机燃油共轨系统0引言上世纪80年代，电控技术开始应用于柴油机燃油系统，一开始主要采用的是位置式电控喷油系统。

到90年代初，使用高速电磁阀的时间控制式电控喷油系统开始投入使用，准确性大大提高，控制范围也进一步拓宽。

90年代中期，共轨式电控喷射系统得到迅速发展，该技术采用了压力—时间式燃油计量原理，通过各缸喷射过程的电磁阀控制和共轨油压的连续调节相结合，从而实现喷油控制。

而今，智能柴油机已经被广泛应用，从高速机到中低速机的发展也已完成。

在船用智能柴油机领域，以Wärtdilä Sulzer和MAN B&W两大柴油机公司的机型最为典型。

1 电控柴油机燃油共轨系统关键技术分析1.1 传感器技术电控柴油机运行时，燃油控制系统所需要的燃油压力信号、温度信号，冷却水温度信号、压力信号，扫气温度信号，增压空气压力信号、油门位置信号，曲柄位置信号，排烟温度信号，柴油机转速信号等都是由各种温度传感器、压力传感器和位置传感器等检测并传送给电脑主机，进行智能综合控制。

如图1-1所示，在电控燃油共轨系统中，管道压力就是通过压力信号传感器检测并转换为电磁信号传送给主机。

该种压力传感器能够检测30.22MPa的压力值，且测压精度高、误差小，安全可靠。

1.2 气缸间转速不均匀控制技术柴油机运行时，各缸的工作状况会存在一定的偏差，单缸功率出现不均匀，对应的曲柄角速度大小不一致，最终导致柴油机在工作中产生转速波动和机体的震动。

当充分运用高速电磁阀等技术，通过计算机实现柴油转速波动控制，柴油机单缸喷油量由控制单元根据传感器检测回路，对瞬时角速度信号和平均速度进行单独控制，减少速度较高的气缸喷油量，适当增加气缸速度较低的气缸的喷油量，促使各缸瞬时角速度趋于一致，使柴油机平稳运行。

一、高压共轨技术简介我们先来了解下传统柴油发动机燃油喷射系统的局限性：传统柴油发动机燃油喷射系统的工作过程是：柴油通过高压油泵提高油压后，再按照一定的供油定时和供油量通过喷油器，喷入气缸燃烧室。

在燃油喷射过程中，由于压力波动，存在二次喷油现象。

由于二次喷油不可能完全燃烧，于是增加了烟度和碳氢化合物的排放量，油耗也增高。

此外，每次喷射循环后高压油管内的残压都会发生变化，随之引起不稳定的喷射，尤其在低转速区域容易产生上述现象，严重时不仅喷油不均匀，而且会发生间歇性不喷射现象。

随着发动机自动控制技术的发展和进步，为了解决柴油机燃油压力变化所造成的燃油喷射燃烧缺陷，现代柴油机采用了一种高压共轨电控燃油喷射技术，使柴油机的性能得到了全面提升。

柴油机在机械喷射、增压喷射和普通电喷后,近几年来出现了共轨高压喷射。

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,相比于一般的喷油系统,它的压力建立、喷射压力控制和喷油过程相互独立,并可以灵活地控制。

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。

另外，共轨喷油系统的高精度零部件的表面加工质量要求高，几何精度高，特殊要求多，其加工都是微米、亚纳米级的精度，代表了目前机械制造行业的最高加工水平。

二、高压共轨系统的组成和工作原理2.1、高压共轨喷射系统组成高压共轨喷射系统主要由高压油泵、共轨管、电控喷油器、各种传感器和电控单元ECU 等组成，如图1所示。

发动机工作时，高压油泵上自带的齿轮泵通过负压从油箱中吸油，并以一定的压力（约5~7bar）将过滤后燃油送入高压油泵。

燃油进入高压柱塞腔后被压缩，通过高压油管进入共轨管形成高压，每缸喷油器通过高压油管与共轨管相连，以实现高压喷射。