高压共轨

✍ dations ◷ 2025-04-05 00:54:56 #发动机技术

高压共轨燃油直喷(Common rail direct fuel injection)是汽油机与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,引擎运转时高压共轨使用单个电磁阀向发动机汽缸内直接供油。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)。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。

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、用于重型卡车发动机的ECD-U2共轨系统,并装在Hino Rising Ranger卡车,于1995年上市发售。

现代共轨系统由发动机控制单元(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、菲亚特研究中心(Centro Ricerche Fiat)与Elasis公司等菲亚特集团关联公司研制。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,菲亚特似乎不应该出售如此高盈利的技术。但当时菲亚特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。1997年应用到旅客车,先是阿尔法·罗密欧的156型2.4JTD发动机(英语:JTD engine),随后是同年的奔驰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)。

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)。

各家制造商对高压共轨技术有自己的名称:

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发动机噪声,改善了冷启动。

高压共轨之前的直喷技术有下述缺点:

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。发动机控制单元(ECU)精确控制喷油嘴打开与关闭。

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