船用大功率柴油机共轨喷射系统匹配研究

MTU4000 系列柴油机共轨式喷射系统工作原理与故障分析摘要：本文主要描述了MTU4000系列柴油机共轨式喷射系统的工作原理，就其在日常运行中柴油机出现的突然降速或自动熄火等故障做了分析，同时说明了这些故障的处理措施。

关键词：共轨式喷射系统分析措施MTU4000系列柴油机于1997年初推出，是全球极少数装有电子监控管理系统MDEC的柴油发动机，是世界首家应用共轨式喷射系统技术的大型柴油机。

共轨式喷射系统的运用代替了传统的波许泵系统，使发动机在极低的转速下也可得到高的喷油压力。

通过精确控制喷油定时、喷油量及喷油压力，改善了燃烧与排放，降低能耗及燃油系统零件受力。

1.MTU4000系列柴油机共轨式喷射系统工作原理MTU4000系列柴油机共轨式喷射系统主要有高压泵、共轨管、喷油器和电子控制装置（ECS-发动机控制系统），它把燃油的高压产生与喷射的定时、定量完全分开，其工作原理如图：整个系统由高压泵、蓄压器（公共油轨）、喷油嘴和电子控制装置组成。

高压泵是一个多缸径向柱塞泵，由柴油机通过齿轮机构传动，它将燃油供入各缸共同的、位于柴油机两侧的公共油轨中，油轨中压力可达120Mpa左右，这相当于在普通系统上的160Mpa-180Mpa的喷射压力。

每个气缸盖上装一个由电磁阀控制的喷油器，由高压油管将共用油管与喷油器相连通。

高压燃油在油轨中蓄势待发，一旦某一喷油嘴接通，燃油即进入喷油嘴喷入气缸。

油轨中燃油压力及喷油嘴开、闭的时刻决定了各缸的喷油量，这些都是电子装置控制。

电子装置通过装于油轨前的压力传感器感知系统中的压力。

而燃油是通过一节流阀进入高压泵的，在电子装置的控制下，通过对流量的节流实现对压力的调整。

喷油嘴则具有控制喷油开始、停止，从而控制喷油量以及调整着火延迟期喷油量等多项功能，这种喷油嘴如图所示，通过一个电磁阀使针阀上方泄压，然后由燃油压力把针阀打开。

着火延迟内的喷油量通过调节阀的开启速度加以控制，当控制阀泄流后，一个附加的液压阀开始动作，使针阀快速关闭，这种辅助（喷油嘴能分别调整开启、关闭的特性）动作极其精确。

柴油机电控高压共轨燃油喷射系统制造技术分析摘要：柴油机电控高压共轨燃油喷射系统成为现代柴油机技术的发展趋势之一。

分析了当前我国对该系统的组成及研究现状，并对电控高压共轨燃油喷射系统的制造技术与所需求的关键装备进行了分析。

关键词：柴油机高压共轨制造技术柴油机电控高压共轨燃油喷射系统能够精确、柔性地控制柴油机喷油量、喷油定时和喷射压力，且性能优越，在满足柴油机经济性、动力性和日益严格的排放法规的要求上有着广阔的前景。

电控高压共轨喷油系统的每一个零部件在结构、制造精度、材料和性能检测等方面的要求比常规系统高得多。

研究系统整体的加工工艺和机床装备开发对汽车行业掌握关键技术，增强核心竞争力具有重要意义，对我们整个机械装备的整体规划、制造装备的系列型谱更加完整也是意义深远。

1.高压共轨燃油喷射系统国内对电控高压共轨燃油喷射系统的研究起步较晚，目前正处于研制阶段。

其中天津大学研制的FIRCRI高压共轨系统正处于硬件在环仿真和实机测试阶段，上海交通大学开发的GD-1型高压共轨系统处于匹配玉柴6110柴油机的准备阶段，北京理工大学、华中理工大学等也正在开发自己的高压共轨系统，无锡威孚集团与博世公司已经联合组建了无锡博世汽车柴油机系统股份有限公司，开始了高压共轨系统的生产。

高压共轨燃油喷射系统机械部分主要包括高压油泵、高压共轨管总成和喷油器总成。

高压油泵是输送高压燃油的压力源。

高压共轨管是一个储存高压燃油的管道，高压油泵输送的高压燃油储存在其间，并在一定的流量范围内定时定量向喷油器供油。

电控喷油器，高压共轨储存的高压燃油输送到喷油器上，喷油器在ECU计算机控制单元的控制下，利用电磁执行器控制喷油量和喷油时刻。

电控共轨燃油喷射系统关键零部件生产中的关键工艺及设备加工精度高，技术难度大，涉及的机床种类多，目前主要依靠进口。

2.电控高压共轨燃油喷射系统的制造技术2.1.系统部件自动装配生产线高压油泵、高压共轨总成、高压喷油器总成三大部件的装配需要自动装配线，装配线带有生产线自动检测系统和自动影象检测系统。

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。