淺析船舶柴油機(jī)共軌技術(shù)

張辰馳　何靈　竇旭

摘要：

共軌技術(shù)是指高壓噴油泵、壓力傳感器和ECU（計算機(jī)控制）組成的閉式系統(tǒng)中將噴油壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此分開的噴油技術(shù)。本文旨在通過對船舶柴油機(jī)共軌技術(shù)的淺析，分析該技術(shù)的管理要點(diǎn)，并給予實(shí)際從業(yè)者一定的指導(dǎo)建議。

關(guān)鍵詞：船舶；柴油機(jī)；共軌

1.系統(tǒng)組成

共軌系統(tǒng)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(zhí)行器，供油泵從油箱將燃油泵入高壓油泵的進(jìn)油口，由柴油機(jī)驅(qū)動的高壓油泵將燃油增壓后送入共軌腔內(nèi)，再由電磁閥控制各缸噴油器在相應(yīng)時刻噴油1.1.電噴式柴油機(jī)取消了凸輪軸、燃油高壓油泵、排氣閥的高壓驅(qū)動油泵以及空氣分配器。

1.2.供油單元

增加了一套供油單元。此單元由4至6臺常規(guī)柱塞套簡油泵組成，但不再需要定時，由主機(jī)自身傳動齒輪帶動。

1.3.伺服油泵

在供油單元中設(shè)有伺服油泵，正常工作時輸出伺服油。伺服油系統(tǒng)中還設(shè)有電動液壓油泵，在備車狀態(tài)時提供液壓油至液壓油總管或叫液壓油軌。

1.4.燃油噴射控制單元

為了防止電磁閥卡死在常開位置導(dǎo)致燃油源源不斷地噴進(jìn)氣缸，燃油系統(tǒng)中專門設(shè)計了燃油噴射控制。油量由電子調(diào)速器根據(jù)主機(jī)工況輸出信號給WECS9500控制系統(tǒng)，再由它控制燃油噴射控制單元，控制油路的接通與斷開。此閥設(shè)有位移傳感器，把所噴射的油量反饋給控制系統(tǒng)，一旦油量在本循環(huán)中已給足，就切斷電磁閥，并只有在三只電磁閥均回到零位時，才能給出下一循環(huán)的油量，以防止電磁閥卡死時造成的誤噴油。

1.5.電子控制單元（ECU）

它是電噴的核心部分，實(shí)際工況中，當(dāng)燃油壓力約在90MPa，并且油壓隨負(fù)荷的變化而相應(yīng)調(diào)整。低轉(zhuǎn)速時，油壓相對較低，約在60MPa左右，以免油壓過高而缸內(nèi)壓縮壓力較低致使油束噴到活塞頭上。當(dāng)主機(jī)接收到起動信號時，由ECU根據(jù)安裝在自由端的角度傳感器的角度信號，控制氣缸進(jìn)氣順序。一旦主機(jī)轉(zhuǎn)動后，帶動供油單元中的油泵。主機(jī)轉(zhuǎn)動一次，每只油泵將供油三次。因液體是不可壓縮的，在起動過程中，油壓會很快建立。2.工作原理

燃油共軌系統(tǒng)通過高壓共軌蓄壓，采用高速開關(guān)的電磁閥控制噴油過程。燃油由增壓泵輸送到油軌中，等待在允許的情況下由噴油器噴入燃燒室。共軌控制系統(tǒng)通過安裝在柴油機(jī)上的曲軸角度位置傳感器接受的曲軸實(shí)際狀態(tài)信號，根據(jù)柴油機(jī)發(fā)火順序和預(yù)設(shè)定的燃油正時，用電子信號控制相應(yīng)氣缸噴油電磁閥的啟閉，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)各缸的正常燃燒，即油泵和噴油器的控制全部由電子控制元件來完成。

共軌控制系統(tǒng)輸出控制信號的主要依據(jù)，可以是各種傳感器對柴油機(jī)所測得的數(shù)據(jù)及對他們綜合處理的結(jié)果。包括排煙溫度，含氮氧貨物排放量，壓縮壓力，爆炸壓力等，所以燃油共軌系統(tǒng)能夠有效的實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)在全工況范圍的性能最優(yōu)化。

3.技術(shù)特點(diǎn)

3.1.優(yōu)勢：

3.1.1.自由調(diào)節(jié)噴油壓力（共軌壓力）力；

3.1.2.自由調(diào)節(jié)噴油量。以發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速及油門開度信息等為基礎(chǔ)，由計算機(jī)計算出最佳噴油量 通過控制噴油器電磁閥的通電，斷電時刻直接控制噴油參數(shù)；

3.1.3.自由調(diào)節(jié)噴油時間。根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷等參數(shù)，計算出最佳噴油時間，并控制以適當(dāng)?shù)臅r刻開啟和關(guān)閉等，從而準(zhǔn)確控制噴油時間；

3.1.4.噴油壓力與實(shí)際使用工況相適應(yīng)

3.2.劣勢：

共軌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性耐久性相對差：

3.2.1.共軌管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使其抗振動疲勞能力弱，高壓油管很長，在高壓和高壓油管內(nèi)壓力波動的作用下，泄露和疲勞斷裂等故障幾率大大增加；

3.2.2.一旦出現(xiàn)泄露和斷裂，整個發(fā)動機(jī)系統(tǒng)將無法工作；整機(jī)停機(jī)故障幾率高；

3.2.3.持續(xù)的噴射高壓源帶來的安全隱患和可靠性隱患。

4.管理要點(diǎn)

4.1.共軌噴射系統(tǒng)對柴油的質(zhì)量要求特別高。質(zhì)量低劣的柴油會加劇高壓油泵尤其是噴油嘴的損壞；

4.2.蓄電池的正負(fù)極不能接反，否則會造成電腦控制板燒損；

4.3.維修時最好依據(jù)電腦檢測，通過電腦檢測發(fā)動機(jī)的工作狀況，并通過電腦進(jìn)行斷缸測試判斷噴油嘴的好壞，不能采取傳統(tǒng)斷缸檢查方法；

4.4.每個噴油器都有一組編碼，更換時要記下編碼，更換后要準(zhǔn)確將編碼輸入電腦中。

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