基本介紹
- 中文名：燃油導軌
- 外文名：fuel rail
歷史,套用,原理,
歷史
共軌系統原型由瑞士的Robert Huber在20世紀60年代後期開發，並由蘇黎世瑞士聯邦理工學院的Marco Ganser博士開發，後來在Oberägeri的Ganser-Hydromag AG（est.1995）開發。
生產車輛的首次成功使用始於20世紀90年代中期的日本。日本汽車零部件製造商Denso Corporation的Shohei Itoh博士和Masahiko Miyaki開發了重型車輛的共軌燃油系統，並將其用於安裝在Hino Ranger卡車上的ECD-U2共軌系統和於1995年出售用於一般用途。Denso在1995年聲稱第一個商用高壓共軌系統。
現代共軌系統雖然以相同的原理工作，但由發動機控制單元（ECU）控制，該發動機控制單元以電氣而非機械方式打開每個噴射器。這是20世紀90年代廣泛的原型，由Magneti Marelli，Centro Ricerche Fiat和Elasis合作完成。經過菲亞特集團的研究和開發，該設計被德國公司Robert Bosch GmbH收購，用於完成大規模生產的開發和改進。事後看來，這筆交易似乎是菲亞特的一個戰略錯誤，因為新技術被證明是高利潤的。該公司除了向博世出售許可證外別無選擇，因為它當時處於財務狀況不佳，缺乏完成自身發展的資源。1997年，他們擴大了乘用車的使用範圍。使用共軌系統的第一輛乘用車是1997年型號的阿爾法羅密歐156 2.4 JTD，後來同年梅賽德斯 - 賓士在其W202型號中推出了它。
共軌發動機已經在船舶和機車套用中使用了一段時間。 Cooper-Bessemer GN-8（大約1942年）是液壓操作的共軌柴油發動機的一個例子，也稱為改進的共軌。
維克斯率先在潛艇發動機中使用共軌噴射。採用共軌燃油系統的維氏發動機於1916年首次在G級潛艇中使用。它使用四個柱塞泵每90度旋轉輸送高達3,000磅/平方英寸（210巴; 21兆帕）的壓力，以保持軌道中的燃料壓力足夠恆定。可以通過噴油器管路中的閥門關閉向各個氣缸的燃油輸送。從1921年到1980年，Doxford發動機在對置活塞式船用發動機中使用共軌系統，其中多缸往復式燃油泵產生的壓力約為600 bar（60 MPa; 8,700 psi），燃料儲存在蓄能器瓶中。通過可調節的泵排出衝程和“溢流閥”實現壓力控制。凸輪軸操作的機械定時閥用於供應彈簧載入的Brice / CAV / Lucas噴射器，其通過汽缸側面噴射到活塞之間形成的腔室中。早期的發動機有一對定時凸輪，一個用於前進，一個用於後退。後來的發動機每個氣缸有兩個噴射器，最後一系列恆壓渦輪增壓發動機每個氣缸裝有四個噴射器。該系統用於注入柴油和重質燃料油（600cSt，加熱至約130℃的溫度）。
套用
共軌系統適用於所有類型的柴油發動機公路車，從城市車（如菲亞特熊貓）到行政車（如奧迪A8）。現代共軌系統的主要供應商是Robert Bosch GmbH，Delphi，Denso和Siemens VDO（現為Continental AG所有）。
原理
電磁閥或壓電閥可以對燃料噴射時間和數量進行精細的電子控制，共軌技術提供的更高壓力可以提供更好的燃料霧化。為了降低發動機噪音，發動機的電子控制單元可以在主噴射事件（“先導”噴射）之前噴射少量柴油，從而減少其爆炸性和振動，以及最佳化噴射時間和燃料質量變化的數量，冷啟動等。一些先進的共軌燃油系統每次衝程可執行多達五次噴射。
共軌發動機需要非常短的到沒有加熱時間，這取決於環境溫度，並且比舊系統產生更低的發動機噪音和排放。
歷史上，柴油發動機使用各種形式的燃料噴射。兩種常見類型包括單元噴射系統和分配器/直列泵系統。雖然這些舊系統提供精確的燃油量和噴油正時控制，但它們受到以下幾個因素的限制：
它們是凸輪驅動的，注射壓力與發動機轉速成正比。這通常意味著最高噴射壓力只能在最高發動機速度下實現，並且最大可實現噴射壓力隨著發動機速度降低而降低。這種關係適用於所有泵，甚至是共軌系統上使用的泵。對於單元或分配器系統，注射壓力與沒有蓄能器的單個泵送事件的瞬時壓力相關聯，因此該關係更加突出且麻煩。
它們在單次燃燒事件期間可以命令的噴射事件的數量和時間受到限制。雖然使用這些舊系統可以實現多次噴射事件，但實現起來要困難得多且成本高昂。
對於典型的分配器/線上系統，噴射開始在預定壓力（通常稱為：爆破壓力）下發生並且在預定壓力下結束。該特性由氣缸蓋中的“啞”噴射器產生，該噴射器在由施加到噴射器中的柱塞的彈簧預載荷確定的壓力下打開和關閉。一旦噴射器中的壓力達到預定水平，柱塞就會升起並開始噴射。
在共軌系統中，高壓泵存儲高壓燃料儲存器 - 高達2,000巴（200MPa; 29,000psi）。術語“共軌”指的是所有燃料噴射器由共同的燃料軌供應的事實，該燃料軌僅僅是燃料以高壓儲存的蓄壓器。該蓄能器為多個燃油噴射器提供高壓燃油。這簡化了高壓泵的目的，因為它只需要保持目標壓力（機械或電子控制）。燃料噴射器通常由ECU控制。當燃料噴射器被電啟動時，液壓閥（由噴嘴和柱塞組成）被機械地或液壓地打開，並且燃料以所需的壓力噴射到汽缸中。由於燃料壓力能量遠程存儲並且噴射器是電動的，因此噴射開始和結束時的噴射壓力非常接近蓄能器（軌道）中的壓力，從而產生方形噴射速率。如果蓄能器，泵和管道的尺寸合適，則噴射壓力和速率對於多次噴射事件中的每一次都是相同的。
