高压共轨式柴油发电机的工作原理

高压共轨技术是指在由高压油泵、压力传感器和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，由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油发电机供油压力随发动机转速的变化，因此也就减少了传统柴油发电机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量，喷油量大小取决于燃油轨(公共供油管)压力和电磁阀开启时间的长短。

一、高压共轨系统工作原理

高压共轨系统中喷油泵的供油量的设计准则是必须保证在任何情况下柴油机的喷油量与控制油量之和的需求以及起动和加速时的油量变化的需求。由于共轨系统中喷油压力的产生与燃油喷射过程无关，且喷油正时也不由喷油泵的凸轮来保证，因此喷油泵的凸轮可以按照峰值扭矩最低、接触应力最小和最耐磨的设计原则来设计凸轮。

1、开始喷油

ECU控制压电执行器伸长，推动液压位移放大器活塞向下运动；伺服控制阀活塞在液压位移放大器输出端作用下，向下运动较大位移，推动伺服控制阀下座落座，针阀背压腔与低压油连通；在针阀腔高压油压强作用下，针阀开启喷油。

2、结束喷油

ECU控制压电执行器缩短，伺服控制阀活塞上表面的液压力消失，伺服控制阀在底部弹簧力以及向上的液压合力的作用下向上运动，伺服控制阀上座落座；则针阀背压腔与高压油连通，在背压腔中弹簧对针阀向下的压力和向下的液压合力的作用下向下，针阀落座停止喷油。

3、喷油器基本参数

由于压电共轨喷油系统工作的压力高达180MPa，因此压电喷油器对零件表面质量和几何精度等方面的机械性能提出了极高的耍求。其最小的喷孔直径可达到0.12mm，并有意加工成圆锥形，喷孔内侧进孔处还要采用液力研磨(液力冲蚀)工艺倒成圆角。所有的喷嘴针阀体孔直径都经气动量仪测量，针阀直径则按测得的喷嘴针阀体孔直径尺寸进行自动配磨，确保该对精密偶件的配合间隙保持在大约2um。

二、高压共轨燃油喷射系统主要部件

高压共轨系统主要由电控单元、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各种传感器等组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵，高压油泵将燃油加压送入高压油轨，高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节，高压油轨内的燃油经过高压油管，根据机器的运行状态，由电控单元从预设的 map图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。

1、共轨

共轨的任务是存储高压燃油，高压泵的供油和喷油所产生的压力波动由共轨的容积进行缓冲，在输出较大燃油量时，所有气缸共用的共轨压力也应近似保持为恒定值，从而确保喷油器打开时喷油压力不变。高压共轨的结构它是一根锻造钢管，油轨的内径为10mm，长度范围在280~600mm之间，具体长度按柴油发电机的要求而定，高压柴油经流量限制器通过各自的油管与喷油器联接。共轨压力传感器安装在高压共轨管上，感应燃油压力，它采用压力作用在硅体上，可改变电阻值的半导体压力传感器。

2、压力限制阀

压力限制与过烁阀或溢流阀的作用相同，相当于安全阀，它限制共轨中的压力，在压力限定值超出时，限压阀通过打开溢流口来限制油轨中的压力限制阀元件油轨中短时的最大压力为160MPa。

3、电控喷油器

电控喷油器是共轨式燃油系统中最关键和最复杂的部件，它的作用根据ECU发出的控制信号，通过电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油时间及喷油量喷入燃烧室。

4、高压油泵

高压油泵是一个由流量计量阀、压力调节阀综合控制输出压力的柱塞式油泵。

从油箱通过输油泵泵出的燃油进入高压油泵，燃油计量阀将燃油均匀分配到两个泵活塞的进油通道，发动机传动驱动轴的凸轮驱动泵活塞上下运动给燃油加压，它能产生的最大喷射压力为1800 bar，未来更高。

5、流量限制阀

流量限制阀的作用是控制最大燃油流量，防止喷油器可能出现持续喷油现象，如果某一缸从轨道输出的油量超出规定值时，流量限制器将流向相应喷油器的进油管关闭。由于该部件结构较为复杂，属于选装件，有被省略的可能。