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高压共轨

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曼恩 V8柴油机的高压共轨

高压共轨燃油直喷(英语:Common rail direct fuel injection)是汽油机柴油机的一种燃油直喷技术。对于柴油机,燃油压力高达1,800 bar或180 MPa或26,000 psi,引擎运行时高压共轨使用单个电磁阀向引擎气缸内直接供油。 而第三代共轨技术改采用精度更高的压电技术,柴油机燃油压力可高达3,000 bar(300 MPa;44,000 psi)。[1][2]汽油机使用汽油直接喷射技术,其燃油压力一般为100bar至200bar之间。

历史

Volvo卡车引擎的高压共轨

1960年代末期Robert Huber英语Robert Huber (engineer)在瑞士最先提出高压共轨技术。随后Dr. Marco Ganser在瑞士理工学院与上埃格里的Ganser-Hydromag AG仍一直改进该技术。

而最早用于整车的共轨技术是日本电装公司,由Dr. Shohei Itoh与Masahiko Miyaki开发、用于重型卡车引擎的ECD-U2共轨系统,并装在Hino Rising Ranger卡车,于1995年上市发售。[3][4]

现代共轨系统由引擎控制单元(ECU)通过电子方式打开喷油器而不是使用机械方式(如凸轮轴)。这是在1990年代由玛涅蒂·马瑞利英语Magneti Marelli公司、飞霞研究中心(Centro Ricerche Fiat)与Elasis公司等飞霞集团关联公司研制。随后德国罗伯特·博世公司获取了该技术并完成批产改进。以后见之明,飞霞似乎不应该出售如此高盈利的技术。但当时飞霞由于险恶的财务状况已经别无选择,也没有时间与资源完成量产研制。[5]1997年应用到旅客车,先是爱快罗密欧的156型2.4JTD引擎英语JTD engine[6]随后是同年的宾士C 220 CDI英语Mercedes-Benz W202

高压共轨类似技术早已经用于船舶与铁路机车。如1942年的Cooper-Bessemer GN-8是液压操控的高压共轨柴油机。

英国维克斯公司早在1916年把类似的高压共轨技术用于潜艇的柴油机。燃油压力达3,000磅力每平方英寸(210巴;21兆帕斯卡)。[7][8]

高压共轨技术适用于所有道路车辆的柴油机。从都市车(A级车,如第二代Fiat Panda英语Fiat Panda)到 D级豪华轿车英语executive saloon(如奥迪A8)。主要供应商包括:罗伯特·博世德尔福电装西门子威迪欧英语Siemens VDO(2007年被大陆集团收购)。[9]

缩写

Volvo卡车引擎的博世高压共轨设备

各家制造商对高压共轨技术有自己的名称:

原理

高压共轨技术原理图

电磁阀或压电技术阀门提供了燃油喷射时间与量的精确电子控制。燃油的高压提供了更好的雾化。少量的提前喷油降低了猛然燃烧时气缸的冲击与振动从而降低了引擎噪声,改善了冷启动。[10]

高压共轨之前的直喷技术有下述缺点:

  • 曲轴驱动的燃油加压。因此喷油压力比例于引擎转速。对于使用单体泵,这个缺陷更为明显,因为喷油时的压力取决于此时的瞬时压力。

高压共轨技术使用燃油导轨蓄积了压力高达2,000巴(200兆帕斯卡;29,000磅力每平方英寸)的燃油。所有的喷油嘴都使用油轨中的高压燃油。引擎控制单元(ECU)精确控制喷油嘴打开与关闭。

参见

参考文献

  1. ^ Welcome to a technical overview of Common Rail Diesel Fuel Systems (PDF). Tony Kitchen (AK Training). [2013-05-28]. (原始内容 (PDF)存档于2013-05-13). 
  2. ^ 存档副本. [2015-10-03]. (原始内容存档于2020-09-23). 
  3. ^ 240 Landmarks of Japanese Automotive Technology - Common rail ECD-U2. Jsae.or.jp. [2009-04-29]. (原始内容存档于2009年9月8日). 
  4. ^ Diesel Fuel Injection. DENSO Global. [2011-08-03]. (原始内容存档于2011-08-07). 
  5. ^ Fiat Rebirth of a carmaker. economist.com. 2008-04-24 [2008-05-01]. (原始内容存档于2009-09-08). 
  6. ^ New Powertrain Technologies Conference. autonews.com. [2008-04-08]. (原始内容存档于2013-07-02). 
  7. ^ Cummins, C. Lyle. Diesels for the First Stealth Weapon. Carnot Press. 2007: 196-198. ISBN 978-0-917308-06-2. 
  8. ^ Doxford Engine Reference. [2015-10-03]. (原始内容存档于2007-12-20). 
  9. ^ 存档副本. [2015-10-03]. (原始内容存档于2021-05-06). 
  10. ^ (multistroke injection) See BMW 2009 Brochure for 3 series

外部链接