摘要：能源危機和環境污染是社會大眾所面臨的問題，節約能源、減少排放的要求促進了柴油發電機噴射技術的發展。高壓共軌電噴燃油噴射技術與傳統的噴油技術相比，進一步減少了燃油消耗，增強了動力性能，達到了更加嚴格排放規范的要求，并使裝置具有更高的噴射壓力和更加靈活的噴油方法。電控高壓共軌技術是目前國內柴油發電機行業為達到國三排放規范所普遍采用的一種成熟的電噴技術。本文以康明斯國三電噴共軌柴油發電機為例，

深圳發電機出租公司所說的電噴柴油發電機與傳統的柴油發電機的主要差異在于它的燃油供給裝置的不同，前者采用的是電子控制燃油裝置，而后者采用的是機械式燃油裝置，目前電子控制燃油系統可分為三種，分別為：電噴直列泵燃油裝置、電控分配泵燃油裝置和電噴高壓共軌燃油裝置

（1）前兩種燃油裝置是在傳統的機械式燃油裝置的基礎上增加了一套精確控制柴油發電機噴油量和噴油時間的電子裝置，從而大大減輕了柴油發電機排放污染并增強了燃油經濟性。

（2）第三種燃油裝置是一種全新的燃油噴射裝置，它是通過各種傳感器檢查出柴油發電機的實際運轉狀態，通過計算機的計算和處理，可以對柴油發電機的噴油量、噴油時間、噴油壓力和噴油率進行較佳控制，從而實現了柴油發電機綜合性能的又一次飛躍。以康明斯柴油發電機為例，其4缸電噴機型燃油裝置結構如圖1所示；6缸電控機型燃油系統構造如圖2所示。

      ECM軟件的實質是企業在技術開發步驟中通過對發電機在各種作業狀態下進行試驗而獲得的見解和經驗積累，是一個不斷完善和細化的步驟。ECU軟件先檢查出發電機的轉速和油門開度等數據，然后輸入到計算機內，形成MAP。在作業時可將發電機實時參數與MAP進行解析處理，然后向伺服回路發出指令進行控制。

      隨著噴射壓力的不斷增強和其它相關技術的發展，將有更高精度和響應轉速的新型智能探頭來滿足操作教程。

    高壓共軌電控燃油噴射技術是柴油發電機領域的一次革命，它不僅保留了傳統柴油發電機卓越的燃油經濟性能，還進一步減輕了有害氣體和粉塵的排放，使其更節能，更環保，在性能上已遠遠超過了傳統柴油機。同時，該技術還具有很大的發展潛力，進一步的研究具體體現在以下幾個方面：

      總之，共軌電噴燃油噴射裝置發展前景非常遠大，這門綜合性的新技術，一定會在發展中得到進一步完善。

簡易來說，從圖3電控燃油裝置模擬圖和圖4的機理圖可以看出，燃油由柴油發電機凸輪軸驅動的齒輪泵經濾清器從油箱中抽出，通過一個電磁緊急關閉閥流入供油泵。此時的壓力約為0.5MPa，然后油流分為兩路，一路經安全閥上的小孔作為冷卻油通過供油泵的凸輪軸室流入壓力控制閥，然后流回油箱。另一路充入3缸供油泵。在供油泵內，燃油壓力上升到135MPa或更高，供入共軌。共軌上有一個壓力傳感器和一個通過切斷油路來控制流量的壓力控制閥。用這種程序來調整控制單元設定的共軌壓力。高壓燃油從共軌流入噴油嘴后又分為兩路：一路直接噴入燃燒室，另一路在噴油期間，與針閥導向部分和控制柱塞處泄漏出的燃油一起流回油箱。

      燃油從燃油箱被吸入到進油泵，然后通過PCV輸送到抽吸裝置。PCV將抽吸系統抽吸的燃油量調整到必要的排出量，然后燃油通過出油閥被壓送到油軌。

      從進油泵輸送的燃油經過柱塞抽吸。為了調節油軌壓力，PCV對排放量進行控制。每一個行程期間PCV和柱塞的操作：

      在柱塞下降行程中，PCV打開，同時低壓燃油通過PCV被吸入到柱塞室中。

      就在柱塞進入上升行程時，PCV不通電并保持開啟。此時，通過PCV吸入的燃油沒經過加壓（預行程）而通過PCV返回。

      在獲得所需排放量的較佳時機，提供電力使PCV關閉，則返回通道關閉，同時柱塞室中的壓力上升。因此，燃油流經出油閥（反向切斷閥），然后被抽吸到油軌。具體情形是，PCV關閉之后柱塞升程部分變成排放量，而且通過改變PCV關閉正時（柱塞行程的終點），排放量得到改變，從而使油軌壓力得到控制。

      當凸輪超過較大升程時，柱塞進入下降行程，同時柱塞室中的壓力下降。此時，出油閥關閉，燃油抽吸停止。此外，PCV由于被斷電而打開，低壓燃油被吸入到柱塞室。

      噴油咀通過控制室中的燃油壓力來控制噴射。TWV通過對控制室中的燃油泄漏進行控制從而對控制室的燃油壓力進行控制。TWV隨噴油泵類別的不同而改變。

      當TWV未通電時，它切斷控制室的溢流通道，因此控制室中的燃油壓力和施加到噴嘴針的燃油壓力為同一油軌壓力。從而，噴嘴針閥因為控制活塞的承壓面和噴嘴彈簧力之間的區別而關閉，燃油未噴射。對于X1型，外部閥被彈簧力和外部閥中的燃油壓力推向座，從而控制室的泄漏通道被切斷。對于X2/G2型，控制室出油量孔直接在彈簧力用途下關閉。

      當TWV通電開始時，TWV閥被拉起，從而打開控制室的溢流通道。當溢流通道打開時，控制室中的燃油流出，壓力下降。因為控制室中的壓力下降，噴嘴針處的壓力克服向下壓的力，噴嘴針被向上推，噴射開始。當燃油從控制室泄漏時，流量受到量孔的限制，因此噴嘴逐漸打開。隨著噴嘴打開，噴射率升高。隨著電流被繼續施加到TWV，噴嘴針較終達到較大升程，從而實現較大噴射率。

      TWV通電結束時，閥下降，從而關閉控制室的溢流通道。當溢流通道關閉時，控制室中的燃油壓力立即返回油軌壓力，噴嘴突然關閉，噴射停止。

      高壓共軌系統利用較大容積的共軌腔將油泵輸出的高壓燃油蓄積起來，并解決燃油中的壓力波動，然后再輸送給每個噴油器，通過控制噴油咀上的電磁閥實現噴射的開始和終止。其主要特性可以概括如下：共軌腔內的高壓直接用于噴射，可以省去噴油嘴內的增壓裝置；而且共軌腔內是連續高壓，高壓油泵所需的驅動力矩比傳統油泵小得多。

（1）通過高壓油泵上的壓力調節電磁閥，可以根據發電機負載情形以及經濟性和排放性的要求對共軌腔內的油壓進行靈活調整，尤其優化了發電機的低速性能。

（2）通過噴油咀上的電磁閥控制噴射定期，噴射油量以及噴射速率，還可以靈活調節不一樣工況下預噴射和后噴射的噴射油量以及與主噴射的間隔。供油泵從油箱將噴油泵入高壓油泵的進油口，由發電機驅動的高壓油泵將燃油增壓后送入共軌腔內，再由電磁閥控制各缸噴油器在相應時刻噴油。

（3）預噴射在主噴射之前，將小部分燃油噴入氣缸，在缸內產生預混合或者部分燃燒，縮短主噴射的著火增長期。這樣缸內壓力升高率和峰值壓力都會下降，發電機工作比較緩和，同時缸內溫度減輕使得NOX排放降低。預噴射還可以降低失火的可能性，改良高壓共軌系統的冷起動性能。

（4）柴油發電機主噴射初期減少噴射速率，也可以減輕著火延遲期內噴入汽缸內的油量。增強主噴射中期的噴射速率，可以縮短噴射時間從而縮短緩燃期，使燃燒在發電機更有效的主軸轉角范圍內完成，增強輸出容量，減輕燃油消耗，減輕碳煙排放。主噴射末期快速斷油可以降低不完全燃燒的燃油，減少煙度和碳氫排放。共軌式電噴燃油噴射技術通過共軌直接或間接地形成恒定的高壓燃油，分送到每個噴油嘴，并借助于集成在每個噴油咀上的高速電磁開關閥的開啟與閉合，定期、定量地控制噴油咀噴射至柴油發電機燃燒室的油量，從而保證柴油發電機達到較佳的燃燒比和良好的霧化，以及較佳的點火時間、足夠的點火能量和較少的污染排放。

      共軌技術是指高壓油泵、壓力傳感器和ECM結構的閉環系統中，將噴射壓力的產生和噴射步驟彼此完全分開的一種供油步驟。它由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過對公共供油管內的油壓實現精確控制，使高壓油管壓力大小與發電機的轉速無關，可以大幅度減小柴油發電機供油壓力隨發電機轉速的變化，因此也就減少了傳統柴油發電機的短處。

      電噴共軌裝置詳細部件有高壓油泵、高壓油軌、高壓油管、高壓油管接管、電噴噴油器、低壓油管、柴濾、油箱等，如圖5所示。

      高壓油泵有兩個高壓柱塞泵，靠飛輪端為油泵，靠前端為油泵。分別由兩個凸輪（每個凸輪上均有3個凸緣）驅動，按時將六缸所需要的燃油提供給高壓油軌。其組成外觀示意圖如圖6所示。

      手油泵用于排出燃油噴射系統中油路的空氣，其構造外觀如圖7所示。輸油泵位于高壓油泵的左側，與高壓油泵集成在一起，供應高壓油泵一定壓力的燃油。位于油泵上部的兩個黃色閥體為壓力控制閥（PCV），分別控制兩個泵的供油量與供油時刻。兩個電磁閥分別各對應一個線束插頭，靠飛輪端為閥（PCV1），靠前端為閥（PCV2）。其功能是調整共軌管內的燃油壓力，方法是調整油泵壓入共軌管內的燃油量。

      凸輪軸位置傳感器用于預判柴油發電機第1缸壓縮上止點的到來時刻，作為噴油的基準信號。高壓油泵內部集成了一個凸輪軸位置傳感器和二個相應的信號盤，凸輪軸置探頭的插頭在油泵正面中部位置。

③ 在達到供油量定期的時刻，控制閥通電，使之關閉，回流油路被切斷，柱塞腔中的燃油被壓縮，燃油經出油閥進入高壓油軌。利用控制閥關閉時間的不同，控制進入高壓油軌的油量的多少，從而達到控制高壓油軌壓力的目的。

④ 凸輪經過較大升程后，柱塞進入下降行程，柱塞腔內的壓力降低，出油閥關閉，停止供油，這時控制閥停止供電，處于開啟狀態、低壓燃油進入柱塞腔，進入下一個循環。

      高壓共軌管將供油泵供應的高壓燃油經穩壓、濾波后，提供給各缸噴油嘴，起蓄壓器的用途。它的容積應削減高壓油泵的供油壓力波動和每個噴油泵由噴油步驟導致的壓力振蕩，使高壓油軌中的壓力波動控制在5MPa之下。其軌壓分布圖如圖8所示。

（1）軌壓限制閥的用途是當共軌壓力超過共軌管所能承受的較高壓力時，軌壓限制閥會自動開啟，將共軌壓力減少到約30MPa。

（2）在共軌管的上部有六個流量限制閥（同缸數一致），分別與六個缸的高壓油管相連。當某一缸的高壓油管有泄漏或噴油泵事故而導致燃油噴射址超過限值時，流量限制閥會動作，切斷該缸的燃油提供。共軌的外側有1～2個進油口，分別與高壓油泵的高壓油的出油口相連。軌壓傳感器位于共軌的右側，帶有一個線）采用電裝共軌系統的康明斯柴油發電機高壓油管共8根，其中2根由高壓油泵到高壓油軌，6根由高壓油軌到各缸噴油咀。

共軌裝置控制系統      電噴共軌裝置可以分成三大部分：傳感器、計算機和執行器。

電子控制裝置的核心是ECM——電子控制單元。ECU就是一個微型計算機。ECU的輸入是安裝在發電機組和柴油發電機上的各種探頭和開關；ECM的輸出是送往各個執行裝置的電子信息

通過控制共軌壓力而控制噴油壓力。利用共軌壓力傳感器測量燃油壓力，從而調整供油泵的供油量、調整共軌壓力。此外，還可以根據柴油發電機轉速、噴油量的大小與設定了的較佳值（指令值）始終一致地進行反饋控制。

根據柴油發電機的速度和噴油量等參數，計算出較佳噴油時間，并控制電噴噴油器在適當的時刻開啟，在適當的時刻關閉等，從而準確控制噴油時間。

（1）在電噴共軌系統中，由各種傳感器——柴油發電機轉速探頭、油門開度探頭、各種溫度傳感器等——實時檢修出柴油發電機的實際運行狀態，由微型計算機根據預先規劃的計算方式進行計算后，定出適合于該運行狀態的噴油量、噴油葉間、噴油率模型等數據，使柴油發電機始終都能在**佳狀態下工作。

（2）計算機具有自我診斷作用，對系統的詳細零部件進行技術診斷，如果某個零件發生了事故，則診斷裝置會向使用員發出警報，并根據故障狀況自動作出處理；或使柴油發電機停止運轉——即所謂事故應急功用，或切換控制方式，使發電機組繼續運行到安全的地方。

      傳統的泵管嘴燃油系統中，噴油壓力與柴油發電機的速度和負載有關，不是一個獨立變量。