高壓共軌系統依靠各核心部件的協(xié)同配合,通過(guò)穩定油壓、正確噴射控制等方式,確保發(fā)動(dòng)機在不同工況下都能輸出穩定動(dòng)力,其各部件的作用及協(xié)同工作原理如下:
1.高壓油泵:穩定供油,適配工況需求
高壓油泵多采用三缸徑向柱塞泵,能產(chǎn)生高達 135MPa 的高壓燃油。它的供油量設計會(huì )滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機各類(lèi)工況,比如起動(dòng)、加速時(shí)的油量波動(dòng)需求。而且它通過(guò)壓力調節電磁閥和壓油單元控制來(lái)適配工況,噴油量小時(shí)會(huì )關(guān)閉一個(gè)壓油單元減少供油量,既避免功率損耗,又能穩定供油壓力。同時(shí)其壓油凸輪按低峰值扭矩等原則設計,負荷均勻,不僅降低運行噪聲,還能讓供油過(guò)程平穩,為穩定動(dòng)力打下基礎。
2.共軌腔(共軌管):穩定油壓,消除壓力波動(dòng)
共軌腔相當于高壓燃油的 “蓄壓器”,能儲存高壓油泵輸送來(lái)的燃油并消除其中的壓力波動(dòng),將壓力波動(dòng)控制在 5MPa 之下。它讓噴油壓力的產(chǎn)生與噴射過(guò)程分離,使高壓油管內的壓力和發(fā)動(dòng)機轉速脫鉤。不管發(fā)動(dòng)機是低速怠速還是高速運轉,共軌腔內都能維持穩定高壓,解決了傳統柴油機供油壓力隨轉速大幅變化的問(wèn)題,保證各工況下噴油壓力穩定,進(jìn)而讓動(dòng)力輸出平穩。此外,共軌管上的壓力傳感器會(huì )實(shí)時(shí)監測壓力,壓力限制器還能在壓力異常時(shí)快速泄壓,進(jìn)一步保障油壓穩定。
3.電控噴油器:正確控噴,優(yōu)化燃燒效率
這是保障動(dòng)力穩定的關(guān)鍵部件,受 ECU 控制,通過(guò)電磁閥的開(kāi)關(guān)正確控制噴油相關(guān)參數。一方面可實(shí)現預噴射、主噴射和后噴射的靈活配合,預噴射能預熱燃燒室,縮短主噴射著(zhù)火延遲期,減少發(fā)動(dòng)機抖動(dòng),還能改善冷起動(dòng)性能;主噴射通過(guò)調節速率,讓燃燒在有效曲軸轉角內完成,保障動(dòng)力輸出;后噴射則能促進(jìn)二次燃燒,提升燃燒充分性。另一方面,其控制室容積和控制量孔經(jīng)過(guò)正確設計,可讓針閥響應迅速,實(shí)現快速斷油,避免燃油不完全燃燒,既保證動(dòng)力穩定,又減少動(dòng)力浪費。同時(shí)極小的噴孔能讓燃油霧化效果更好,搭配適配的燃燒室結構,可讓燃燒更均勻,避免因燃燒不均導致的動(dòng)力波動(dòng)。
4.高壓油管:均衡供油,減少壓力損耗
高壓油管作為連接共軌管和噴油器的通道,有著(zhù)嚴格的設計標準。各缸高壓油管長(cháng)度盡量相等,且盡可能短,這樣能讓每個(gè)噴油器獲得相同的噴油壓力,減少各缸噴油量偏差,避免因個(gè)別氣缸供油不足或過(guò)量造成的動(dòng)力不均衡。同時(shí)它能承受高壓燃油沖擊,保證起動(dòng)時(shí)共軌壓力快速建立,減少燃油流動(dòng)時(shí)的壓降和壓力波動(dòng),確保燃油輸送過(guò)程穩定,助力各缸動(dòng)力同步輸出。
5.電控單元(ECU)與傳感器:智能調控,實(shí)時(shí)適配工況
ECU 相當于整個(gè)系統的 “大腦”,搭配各類(lèi)傳感器實(shí)時(shí)接收發(fā)動(dòng)機工況信號,比如轉速、負荷等,并快速計算出噴油參數。它通過(guò)控制噴油器電磁閥的開(kāi)啟時(shí)間來(lái)正確控制噴油量,還能調節噴油正時(shí)以及預噴射、后噴射與主噴射的間隔。比如低速小負荷時(shí),調整為合適的小噴油量和噴射節奏;高速大負荷時(shí),增大噴油量并優(yōu)化噴射速率,讓發(fā)動(dòng)機在不同工況下都能獲得匹配的動(dòng)力輸出,始終保持穩定狀態(tài)。