高压共轨电喷原理简介及电喷挖掘机的维护建议

[铁甲工程机械网原创] 导语：为什么小松-8机的发动机总是出问题？沃尔沃BRIME机和卡特D型机在发动机方面做了什么样的技术升级？ 为什么日立挖掘机动力系统推出了电喷发动机后又改成直喷发动机了？相信你看完整篇文章后你会找到答案的！

在柴油机中，高速运转使柴油喷射过程的时间只有千分之几秒，在喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。由于柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力波动，使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动有时还会在主喷射之后，使高压油管内的压力再次上升，达到令喷油器的针阀开启的压力，将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象，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（HC）的排放量，油耗增加。严重时不仅喷油不均匀，而且会发生间歇性不喷射现象。为了解决柴油机这个燃油压力变化的缺陷，现代柴油机采用了一种称为共轨的技术。面对日趋严重的能源危机，迫使各国不断提升发动机排放标准，为满足排放标准，柴油机先进的燃油喷射系统--高压共轨技术成为了业内人士关注的焦点。

目前比较成熟的系统有：德国 ROBERT BOSCH 公司的 CR 系统、日本电装公司的 ECD-U2 系统、意大利的 FIAT 集团的 unijet 系统、英国的 DELPHI DIESEL SYSTEMS 公司的 LDCR 系统等。

下图为德国 ROBERT BOSCH 公司（博世）的产品及采用此技术的发动机

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什么是高压共轨技术？

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，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。其控制内容分为燃油压力控制、喷射正时控制、喷射率控制和喷油量控制。

高压共轨电控燃油喷射系统主要由电控单元、高压油泵、蓄压器（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，经高压油泵加压后将高压燃油输送到共轨供油管（Rail），电控单元根据共轨供油管的压力传感器测量油轨压力，根据机器的运行状态，由电控单元确定合适的喷油时期，控制电子喷油器将燃油喷入气缸。由于燃油的压力极高且喷油孔小，因此燃油雾化均匀，燃烧充分，飞轮输出的功率很大。这就是电喷挖掘机会比直喷挖掘机更有力气的原因所在。

附：高压共轨系统工作过程视频

高压共轨技术有什么优点？

a、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。

b、可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力（ 120Mpa～200MPa ），实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，不仅可以控制氮养化物（NOx）和微粒（ PM ）在较小的数值内，以满足排放要求，又能保证优良的动力性和经济性。

c、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。

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高压共轨电喷发动机的日常维护建议

由于各国排放标准的不断提升，高压共轨技术在各类发动机上大放光彩，特别是在挖掘机的应用上，电喷柴油机替代传统的直喷柴油机已是不可阻挡的趋势。小松-8机、卡特D型机、沃尔沃BRIME机等挖掘机厂家在各自的柴油机上都采用了这种高压电喷共轨技术，虽说此类柴油机动力强劲，对环境污染有所降低，但在我们这个工业比较落后的国度里，电喷柴油机的占有量还是比较少的。由于高压共轨电喷技术的水平极高，结构复杂且不可维修，从而导致高昂的制造成本和养护成本。对于国内追求利润最大化的机械用户来说，大多数人是不愿意为此技术买账的，加之此类柴油机对燃油的苛刻要求，其在中国大地上的发展可谓是困难重重。举个例子来说，电喷柴油机一个喷油嘴坏掉，就必须把整个喷油系统换掉，这一换可就是得花掉好几万。

五十铃高压共轨系统

高压共轨系统图

为了能让大家减少不必要的损失，最大限度地发挥机器的价值，综合这几年的工作经验，特此提出几个日常维护建议：

1.使用正规加油站的柴油，保证燃油纯度。纯度低的柴油含硫量偏高，会导致喷油器密封件的腐蚀。一旦使用劣质的柴油，尤其是含水量多的柴油，对整个系统的损伤会特别大。

2.油箱口应配有滤网，加油时不要图方便把滤网取掉；油箱要保持清洁，做到勤放水。

3.高压共轨电喷柴油机对机油要求很高，一定要加注优质的机油，最好是该机器原厂配套使用的机油，如果要用非原厂的机油，绝对要分清真伪，一用上假冒的机油，这个柴油机基本上是要大修了。

4.保证有两道燃油滤清器，如果原车只有一个柴油滤芯，可在之前加装一个初级过滤器，提高原车滤芯的使用时间和效果，防止油泵和喷油嘴损害。但不要装过多的燃油滤清器，否则会加重油泵的负载，造成供油不足。

5.所有油品和滤芯一定要按时更换，并且使用正品保养件。

6.高压共轨电喷柴油机热负荷都比较高（重型柴油的水温可以达到107摄氏度），一定要按随车手册上的标号添加冷却液。

7.高压共轨电喷柴油机带有预热装置，低温发动前，发动机预热灯没有熄灭前，不要打火。

8.高压共轨系统的电控单元（ECU）要远离热源，要防水、防干扰、防尘、防碰撞，否则不仅会造成电喷系统错乱，还会引起电脑板误报警。

9.由于高压共轨电喷系统的不可维修性，不要去清洗喷油嘴，电子喷油嘴的结构精密，一洗就出问题，更不要去拆卸共轨供油管，一旦拆卸就得更换新管，以免发生高压共轨管路破损造成起火。

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