高压共轨技术在柴油发动机开发中的应用

陈凯

摘要：随着我国发展的不断进步，加剧了各种能源的短缺，并且给环境带来了极大的污染。因此，我国将高压共轨技术应用到了柴油发动机中，并通过对设计方案的不断完善，实现了对柴油发动机的开发。该技术在柴油发动机中的应用，能够减少发动机对噪音的产生，并且还能够减少对环境的污染，因此，高压共轨技术在柴油发动机中，得到了广泛的应用，本文以高压共轨技术为中心，对其在柴油发动机中的开发应用，展开了深入的分析。

关键词：高压共轨技术;柴油发动机;开发应用

中图分类号：TK42                                       文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2020）22-0023-02

0  引言

由于汽车行业的快速发展，促进了柴油发动机的不断进步，相关人员采用了各种技术对其进行开发设计，使得高压共轨技术得到了大量的应用。根据目前的设计方案来说，柴油发动机的开发仍需不断完善。首先，需要在明确设计要点的基础上，对柴油发动机进行开发，以高压共轨技术的掌握为前提，通过对柴油喷射系统、复杂执行元件以及电控技术的结合，形成了高压共轨柴油机，其具有多样化的特征，通过对其供油方式的了解，能够根据其压力值以及负荷值和转速，实现对燃油情况和柴油机运行状况的掌握，由于其在运行速度方面的优势，给行业带来了更好的服务。

1  高压共轨技术应用背景

鲁道夫迪赛尔工程师在德国于1897年发明了柴油机，由于柴油机在排放性、经济性以及可靠性等方面所体现出来的优势，在装备中得到了大面积的固定式应用，或是作为了车辆的动力，能够实现对各种现代先进技术的融合，例如，高级跑车中所应用的柴油机，具有较高的控制技术以及电子技术，柴油机在动力装置中，成为了最为关键的部分。由于社会能源所受到的威胁，导致了环境污染的加剧，为了使柴油机对能源的消耗以及污染物的排放得以降低，国家陆续出台了相应的法律。电控燃油喷射系统总共有着三个阶段的发展经历，在20世纪末，随着时代的发展出现了共轨式电控喷油系统，高压共轨式系统是其中之一。随着这几年对该技术的不断优化，该技术的完善得到了深化，并且越来越成熟，因此，在柴油机设计研发中，对其进行了广泛的应用[1]。

2  高压共轨系统

2.1 高压共轨系统概述

高压共轨系统主要是由轨压傳感器、水温传感器等部分所构成的。低压油泵能够从油箱中吸出柴油，在完成对其的过滤后输送给高压油泵，高压油泵能够在油轨内输入高压燃油，油轨压力传感器在电控单元中，能够实现对MAP数值的设定，以及对油轨压力的测量，燃料在高压油轨内部由高压油管进行运输，在电控单元中对MAP预设数值的最优化选择认定，需要与实际机械设备的运转情况相结合，并将此作为喷油定时，之后通过电控喷油机能够实现对喷射时间的控制，以此来使气缸内进入的燃油能够更加精确，使燃烧能够得到优化。

2.2 特点

高压共轨技术能够实现对良好稳定轨压的保证，使发动机获得更加稳定的喷射压力;电磁阀在喷油器上部能够缩短反应时间，并且能够加大喷射压力，使完全雾化得到了实现;并且能够从整体上精确的控制喷油定时。

3  高压共轨技术在柴油发动机开发设计中的运用

3.1 柴油发动机开发设计

由于国家部门根据相关法规，对机动车尾气排放所作出的要求，因此，需要通过对高压共轨柴油机的进一步研究，实现对产品功能的提升，需要科学的对不同零件进行设计，做好燃烧系统的改进工作，以此来实现对燃油压力的保持。通过对柴油系统参数的了解，能够明确其所具备的功能，此外，还需要做好对高压共轨系统的选择，将水温传感器、油轨等作为分析的重点对象，在气缸盖上通过对油轨的设置，能够使高压油管更加符合长度要求。

3.2 可靠性

想要使发动机能够得到更可靠的运行，就需要通过对相应目标进行设计，以安全为目标，对发动机进行提升，对发动机所设置的目标，不得超出规定范围，针对各零件在发动机内的设置，需要做好有限元的分析。首先，需要在三维空间内对有限元进行构建;通过对三维造型软件的应用，能够使汽缸盖、主轴承盖等所有零件的设计更加有效，以此来实现对三维实体模型的构建。通过对模型的有限计算，能够从整体上实现对发动机的构建，并且，需要在第一时间对各坐标信息加以明确，并考虑机体组件主要有哪些作用，以此来对实际工况进行了解，此外，需要做好特定压力的保持，以此来使侧压力能够减少对活塞造成的影响，在整车上需要对全部的基体进行安装，并做好飞轮壳和离合器的连接工作，对螺栓进行固定，以此来防止位置移动的发生。通过对气体压力、活塞压力等内容的了解，能够按照正确的顺序对柴油发动机进行发火，将气体压力转移到气缸内，能够使侧压力减少对活塞造成的影响[2]。

3.3 气缸套变形分析

根据对气缸套变形状况的了解，能够得知气缸套具有怎样的运行特点，针对气缸底部与顶部来说，需要加大对两者之间最大半径的重视，以此来使各缸各截面都能够获得半径最大化的保证，需要在充分了解高压共轨技术的前提下，根据目前的开发设计方案，做好对柴油机的了解，通过对缸质应力的分析，能够得知，螺栓的良好固定能够使缸质气缸具有良好的密封性，使油孔和水孔的压力值得以明确。根据运行状况对柴油机进行分析，能够了解冷却水是否具有良好的密封性，通过对渗水变化的了解，能够实现对气缸套形变情况的掌握。

3.4 系统开发

3.4.1 高压共轨燃烧系统

燃烧系统能够作为关键，体现出柴油发动机的性能，主要能够了解到混合气的形成、燃烧方式等内容，为了根据燃烧情况对柴油机进行研究，某工作人员对高压共轨系统进行了利用，并且通过与电控系统的结合，使燃油嘴中能够喷射出混合气，以此来进行燃烧。在系统进行燃烧的过程中，人员需要做好对燃烧室的及时关注，并且，需要做好对燃油参数、近期参数等信息的明确，以此来使柴油机运行能够减少对污染物的排放，使燃烧获得更高的质量。电控系统能够对喷油量进行有效的控制，根据实践发现，柴油机能够获取到高压油泵提供的160MPa的燃油，燃油在雾化后能够实现对燃烧质量的提升，这与节油的目标具有一致性，并且，还能够在燃烧阶段，尽可能的减少燃油压力的波动[3]。

3.4.2 燃油喷射系统

想要使在柴油机内部的燃油喷射系统开发能够得到有效的开展，作业人员需要做好对喷射高度、喷油落点坐标等信息的详细了解，同时，需要通过对喷油器的合理布置，以此来使喷油器能够具备更加完善的功能，以此为基础，能够使喷射系统的功能得到不断的完善。在日常工作中，如果油压出现了较为明显的波动，就需要对此问题进行解决。需要根据实际情况，通过对内部管路与喷油器的检查，考虑两者之间连接的可靠性，并且需要通过对高压共轨和喷油器的检查，判断两者之间是否进行了牢固的连接。需要检查柴油机的整体密封情况，以此来缩短高压共轨燃烧喷射系统的开发时间，想要使燃油喷射系统能够得到有效的开发，就需要有效的做好运行软件的测试工作，例如，某人员通过对软件的采用，快速的对燃油喷射系统进行了测试，在短时间内获取到了各种参数信息，例如预喷油量、主喷提前角等，并且，能够在标准喷射系统油温下，实现对噪声的进一步控制。

3.4.3 冷却系统

高压共轨柴油机将双节温技术作为了重点，根据运行原理，对冷却系统进行了解，能够得知，对大循环通道的开启，会导致小循环的关闭，通过对更多热量的散发，能够实现对其的冷却。根据现场模拟的情况案来说，作业人员对冷却装置的具体设计，需要与气缸尺寸以及缸盖套具相结合，以此来使冷却效果得到提升，需要做好对升温系统的进一步开发，以此来使套壁中的冷却液能够得到顺利的流通，实现对温度的提升，在这一过程中的操控，需要采用大循环与小循环向结合的形式。

4  开发设计与工艺优化

在对柴油机进行开发设计的过程中，需要做好相关操作工艺的及时优化工作，以此来使技术能够得到创新，需要掌握好网状碳化物在活塞铸造中的含量控制，使其能够保持在3.3-3.8%之间，只有稳定的原始组织，才能够实现对波动的进一步控制，此类方式能够使裂纹在后期的出现得以避免。需要根据控制参数对模型进行优化，通过对专用软件的采用，能够实现对各工况的了解，通过对最低油耗的分析，能够对喷油压力以及喷油前提交进行确定，以此来高压共轨电控柴油机，能够得到开发工序的优化，例如，在生产铸造活塞杆的过程中，主要做好涂料厚度与配比的检查，浇筑参数的明确等控制，需要根据冷却效果对活塞杆加以关注，根据影响程度，对活塞杆和活塞基体组织进行综合分析，以此来使系统能够更加安全，以此来保证冷却速度不会对活塞杆表面造成影响，使设计工艺能够得到优化。

此外，还需要根据定时标定知识，做好对喷射系统的掌握，根据电磁阀喷射脉冲值，对喷油系统的喷射定时进行确定，目前，时间和角度是喷射定时采用的主要方式，能够使喷油系统得到更加可靠的运行[4]。在对喷射系统进行定时优化的过程中，最终喷油量和喷油速度能够作为依据，使运行阶段的柴油发动机能够定时进行准确的喷射，并且，在进气时需要做好对温度值以及压力值的基本修正，针对冷却水的温度变化需要做好实时的关注，以此来提升最终喷油定时的有效性。

5  结束语

工作人员从结构出发，对高压共轨柴油机发动机的了解，需要对各项技术参数进行明确，做好科学的柴油发动机开发设计工作。通过对燃烧系统的不断改进，以此来实现对燃油压力的保持，通过对其供油方式的了解，能够根据其压力值以及负荷值和转速，实现对燃油情况和柴油机运行状况的掌握，由于其在运行速度方面的优势，给行业带来了更好的服务。

参考文献：

[1]江立.高壓共轨技术在柴油发动机开发设计中的应用[J].现代职业教育，2016（15）：85.

[2]李小燕，黄军.解决高压共轨柴油机燃油系统聚气引起汽车发动机熄火和起动困难的技术难题[J].内燃机与配件，2014.

[3]王瑞，于正同.一种高压共轨柴油发动机的轨压控制算法[J].测控技术，2015，34（12）：86-89.

[4]谭小锋，张奇峰，蒲德星.汽车柴油发动机电控高压共轨维修技术的应用[J].商业故事，2016（8）：29.

[5]邓金金，赵天安，夏增海，董颜，张毅.某重型车辆柴油发动机制动系统开发[J].汽车技术，2017（04）：11-15.

[6]I.Verma， E.Meeks， E.Bish， M.Kuntz， K.Puduppakkam， L.Liang，C.Naik，闫红梅，雷柏龄.废气再循环和喷射正时对柴油机燃烧和排放影响的计算流体动力学建模[J].汽车与新动力，2018，1（06）：67-72.

[7]杨建西，张健.风冷双缸柴油机组合式缸体设计与实验研究[J].机电产品开发与创新，2018，31（03）：48-50，54.