引言：供油系統(tǒng)的功能是依據(jù)柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行工作狀況的需求，向柴油發(fā)電機(jī)提供一定數(shù)量的、潔凈的、做霧化較好的汽柴油，便于與一定數(shù)量的氣體混和產(chǎn)生易燃混合氣體。供油系統(tǒng)一般是由高壓油泵、燃油濾、噴油器、液壓油管、輸油泵等構(gòu)成。因?yàn)楣曹壥饺加蛧娚湎到y(tǒng)具備能夠?qū)τ捅冒磿r(shí)、油泵持續(xù)期、噴油壓力、油泵規(guī)律性開(kāi)展軟性調(diào)節(jié)特性，從而使得柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、驅(qū)動(dòng)力和排出特性都有進(jìn)一步的提高。因而，康明斯柴油發(fā)動(dòng)機(jī)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)可謂是全面進(jìn)入共軌時(shí)期，這就需要加強(qiáng)對(duì)共軌系統(tǒng)的研究幅度，使康明斯柴油發(fā)動(dòng)機(jī)水準(zhǔn)跨上一個(gè)新的臺(tái)階。



一、供油系統(tǒng)的種類(lèi)



1、直六柴油泵系統(tǒng)軟件

直六柴油泵操作系統(tǒng)是運(yùn)用最為廣泛的、傳統(tǒng)柴油機(jī)噴涌技術(shù)性。多年來(lái)，這種系統(tǒng)不斷完善，而且融入大量的應(yīng)用范圍，因而，如今依然存在不同版本的這個(gè)系列柴油泵在廣泛應(yīng)用。它們顯著特點(diǎn)是穩(wěn)定的耐久性和易維護(hù)性。就其實(shí)際應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)都自帶提早提供的油裝置及腳踏式調(diào)速電機(jī)或電子執(zhí)行機(jī)構(gòu)。針對(duì)直六柴油泵（尤其是廣泛運(yùn)用于重型車(chē)柴油發(fā)電機(jī)的）柴油發(fā)電機(jī)每一個(gè)汽缸都有一套由曲軸驅(qū)動(dòng)柱塞泵-柱塞套總程，柱塞泵數(shù)必須和柴油發(fā)電機(jī)的氣缸數(shù)同樣。

2、分派式柴油泵系統(tǒng)軟件

分派式柴油泵燃料供給系統(tǒng)平面圖如下圖2所顯示。分派離心泵柱塞泵數(shù)和氣缸數(shù)不相干。特點(diǎn)是含有一體式的油泵提早裝置及腳踏式調(diào)速電機(jī)或電子執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

（1）在含有徑向柱塞泵的分配式柴油泵里，一個(gè)中置的由凸輪軸盤(pán)驅(qū)動(dòng)柱塞泵產(chǎn)生壓力并把汽柴油分派到各個(gè)汽缸，同時(shí)由一個(gè)控制環(huán)或閥門(mén)控制點(diǎn)火提前角。

（2）含有軸向柱塞泵的分配式柴油泵有2～4個(gè)凸輪軸環(huán)驅(qū)動(dòng)軸向柱塞泵，用于產(chǎn)生壓力和提供的油，用閥門(mén)控制油泵氣門(mén)及調(diào)整汽柴油量。

這幾種分派式柴油泵的零件都會(huì)要求有很高的生產(chǎn)制造精密度，以確保更久的使用期和一致性，確保精確操縱進(jìn)油孔的關(guān)上和點(diǎn)火提前角，并確保各汽缸間的點(diǎn)火提前角盡量均值。分派式柴油泵用以3～6缸柴油發(fā)電機(jī)上，頻率范圍依據(jù)柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和加熱方式的不同而不同，最高可以達(dá)到20kW/缸。直噴式柴油發(fā)電機(jī)使用的分派式柴油泵轉(zhuǎn)速比達(dá)2400r/min時(shí)，柴油泵高壓室壓力最高達(dá)70MPa。

3、泵噴頭供油系統(tǒng)

泵噴嘴的泵和噴頭是裝扮成一體的。每一個(gè)汽缸在缸體上配有一個(gè)泵噴頭，它直接由拐臂或間接的由柴油發(fā)電機(jī)曲軸根據(jù)擺桿來(lái)推動(dòng)，如下圖4所顯示。與直六泵和分派式柴油泵對(duì)比，根據(jù)除掉液壓油管可以使噴油壓力有顯著的提升（至205MPa）。那樣強(qiáng)的噴油壓力加上對(duì)油泵延續(xù)時(shí)間（即點(diǎn)火提前角）和油泵起始站的特性參數(shù)開(kāi)展電子器件閉環(huán)控制系統(tǒng)，就能讓柴油發(fā)電機(jī)的有害物排出顯著降低，并得到樣子較好的提供的油率曲線圖。因?yàn)楸脟婎^系列產(chǎn)品傳動(dòng)裝置繁雜，對(duì)氣缸蓋要求嚴(yán)格，系統(tǒng)軟件成本相對(duì)高，一般在研發(fā)柴油發(fā)電機(jī)的時(shí)候不選用該噴油系統(tǒng)。

4、高壓共軌噴涌系統(tǒng)軟件

高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)由低電壓一部分、髙壓部分ECU構(gòu)成，如下圖5所顯示。

（1）低電壓提供的油部分包括柴油箱、預(yù)濾器、輸油泵、汽油濾清器、低壓油管。輸油泵從機(jī)油箱吸出來(lái)通過(guò)空氣濾芯的汽柴油，隨后持續(xù)不斷的將汽柴油輸送給高壓水泵。

（2）髙壓部分包括帶壓力調(diào)節(jié)閥的高壓水泵、液壓油管、軌壓傳感器、壓力限制閥、總流量限位器、做為髙壓儲(chǔ)能器的油軌和噴油泵及進(jìn)油管構(gòu)成。高壓水泵縮小汽柴油至最高可達(dá)135MPa的輸出壓力，以后汽柴油根據(jù)空調(diào)管進(jìn)到管形高壓汽柴油儲(chǔ)能器（油軌）。

（3）高壓油軌里的髙壓汽柴油根據(jù)另一部分液壓油管分給柴油發(fā)電機(jī)各缸的噴油泵。即便噴油泵為開(kāi)展油泵已經(jīng)從軌道中得到汽柴油后，路軌內(nèi)的壓力還能夠保持恒定，這是因?yàn)槠�柴油的固有彈力而引起的�?chǔ)能器效應(yīng)結(jié)論。燃油壓力由軌壓傳感器精確測(cè)量并且通過(guò)壓力限制閥維持在理想的水準(zhǔn)。壓力限制閥的作用是限制油軌里的工作壓力不得超過(guò)150MPa。髙壓汽柴油根據(jù)總流量限位器直接在油軌進(jìn)到噴油泵，總流量限位器防止過(guò)多汽柴油流入燃燒倉(cāng)。

（4）當(dāng)噴油泵里的繼電器被激發(fā)，汽柴油排出時(shí)，噴頭打開(kāi)，將柴油立即噴到柴油發(fā)電機(jī)燃燒倉(cāng)內(nèi)，多余汽柴油根據(jù)進(jìn)油管流回油箱。從壓力限制閥、高壓水泵的泵油也流到柴油油箱。

（5）高壓共軌（儲(chǔ)能器）系統(tǒng)軟件使柴油發(fā)電機(jī)的噴涌系統(tǒng)和各種各樣遠(yuǎn)程操作功能有可能構(gòu)成一個(gè)整體，同時(shí)提高了燃燒現(xiàn)象設(shè)計(jì)方案的靈活性。

（6）系統(tǒng)軟件借助油軌把壓力的產(chǎn)生與噴涌分離。用柱塞式直六泵做為高壓水泵，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上使用徑向柱塞泵產(chǎn)生壓力，這種泵可以設(shè)計(jì)成在低轉(zhuǎn)距下運(yùn)行，進(jìn)而大幅度地減少對(duì)驅(qū)動(dòng)功率的需要。如果將汽油泵設(shè)計(jì)方案變成變量柱塞泵能使整個(gè)系統(tǒng)高效率大為提高。

（7）共軌系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是：把噴涌壓力產(chǎn)生與柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速比及供油量分離，那樣就很有可能提升均值噴涌工作壓力；另一特征是油泵規(guī)律性軟性可變性，這會(huì)對(duì)點(diǎn)燃提升十分重要。

5、單體泵系統(tǒng)軟件

單體泵系統(tǒng)軟件關(guān)鍵部件有總體插式高壓水泵、迅速功效的繼電器、電子控制系統(tǒng)、比較短的液壓油管、噴油泵總程。

單體泵一般作為整體構(gòu)件裝到柴油發(fā)電機(jī)的氣缸套上，由配氣機(jī)構(gòu)曲軸里的噴涌凸輪軸推動(dòng)。單體泵適用工作壓力可達(dá)到160MPa。那樣強(qiáng)的噴涌壓力與根據(jù)特點(diǎn)圖普電子閉環(huán)控制系統(tǒng)聯(lián)合使用，在耗油量及排污層面均可獲得實(shí)質(zhì)上的減少，并能夠滿(mǎn)足現(xiàn)有的及即將發(fā)布的法律法規(guī)的規(guī)定，還可以有選擇地停缸。為腳踏式單體泵汽柴油提供設(shè)備平面圖。柴油發(fā)電機(jī)噴油系統(tǒng)由柴油箱、低電壓汽柴油輸油管道、輸油泵、柴油精濾器、柴油泵、液壓油管、噴油泵、進(jìn)油管和泄壓閥構(gòu)成。


原理：

柴油箱儲(chǔ)有通過(guò)積累和空氣濾芯的柴油機(jī)。柴油機(jī)從柴油箱被吸進(jìn)輸油泵并泵出，經(jīng)柴油精濾器濾掉殘?jiān)�后，進(jìn)到柴油泵。自柴油泵泵出來(lái)的髙壓柴油機(jī)經(jīng)液壓油管和噴油泵噴到燃燒倉(cāng)。因?yàn)檩斢捅玫墓┯土勘炔裼捅霉┯土看蠛芏�，過(guò)量柴油機(jī)便經(jīng)進(jìn)油管流到柴油箱。從柴油箱到柴油泵通道的那段油道里的汽壓是通過(guò)輸油泵創(chuàng)建的，而輸油泵的冒油工作壓力一般為4～5bar（1bar＝105Pa），故這一段油道稱(chēng)之為低電壓油道。從柴油泵到噴油泵這一段油道里的汽壓是柴油泵創(chuàng)建的，一般在1000bar之上，故名該段油道為高壓油路。髙壓柴油機(jī)根據(jù)噴油泵呈霧氣噴到燃燒倉(cāng)，與空氣混合而產(chǎn)生易燃混合氣體。

二、電機(jī)控制燃料供給系統(tǒng)的構(gòu)成

圖1為共軌電機(jī)控制燃油噴射系統(tǒng)的最基本構(gòu)成圖。它主要由ECU、噴油器、高壓共軌管、電機(jī)控制噴油泵及各種傳感器和構(gòu)成。低電壓高壓油泵將汽油鍵入噴油器，噴油器將汽油充壓送進(jìn)高壓油軌，高壓油軌里的工作壓力由ECU依據(jù)油軌工作壓力傳感器測(cè)量的油軌壓力以及必須進(jìn)行控制，高壓油軌里的汽柴油通過(guò)液壓油管，依據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，由ECU從預(yù)設(shè)的map圖上明確適宜的油泵按時(shí)、油泵持續(xù)期由電液控制電子噴油泵將汽柴油噴到汽缸。通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量檢驗(yàn)方式不同，燃油噴射系統(tǒng)可分為兩種類(lèi)型：L型（進(jìn)氣量型或?qū)崟r(shí)測(cè)量型）燃油噴射和D型（進(jìn)氣支管工作壓力型或等效替代法型）燃油噴射。

1．低電壓油道一部分

低電壓油道部分是高壓油路一部分提供充足的剩余油，關(guān)鍵零部件有機(jī)油箱，低壓回路的進(jìn)、出輸油管，汽油濾清器，輸油泵，高壓水泵的低壓中心。

（1）輸油泵

輸油泵工作是向高壓水泵提供充足的汽柴油量。各種各樣運(yùn)行狀態(tài)、不一樣的重要壓力之下、全部使用壽命期都必須要滿(mǎn)足上述規(guī)定�，F(xiàn)階段，有兩種形式：一種是電子器件滾子軸承式輸油泵，是一種規(guī)范方式；另一種是機(jī)械齒輪驅(qū)動(dòng)輸油泵。

傳動(dòng)齒輪式輸油泵用來(lái)給噴油器給予汽柴油，其核心零件是兩種在轉(zhuǎn)動(dòng)彼此齒合的翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)齒輪，如下圖9所顯示。汽柴油被吸進(jìn)泵殼和傳動(dòng)齒輪間的內(nèi)腔內(nèi)，且被傳至工作壓力側(cè)出油孔，旋轉(zhuǎn)齒輪之間的嚙合線能保證良好的密封性，可防止汽柴油逆流。傳動(dòng)齒輪式輸油泵的供油量與柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速比成正比例，齒輪油泵的供油量在進(jìn)入油孔端溢流閥或是出油孔端調(diào)速閥處受限制。傳動(dòng)齒輪式輸油泵是經(jīng)久耐用的。在第一次啟動(dòng)時(shí)或柴油油箱內(nèi)汽柴油被耗盡時(shí)，啟動(dòng)前要排出來(lái)柴油油箱室內(nèi)的空氣。當(dāng)排出來(lái)氣體時(shí)，用手動(dòng)泵壓送柴油機(jī)直至油道中沒(méi)有空氣才行。手動(dòng)泵是與柴油精濾器制成一體的。

（2）汽油濾清器

汽柴油中若帶有殘?jiān)�，可能�?dǎo)致高壓油泵零部件、油閥、噴油泵的損壞，所以必須裝用汽油濾清器。汽油濾清器要符合噴涌全面的特定要求，不然燃料供給系統(tǒng)正常運(yùn)行和有關(guān)元器件的使用期將不能得到保障。柴油機(jī)里面含有可溶乳濁液或是自由水（比如用以氣溫變化的冷凍液），若這類(lèi)水進(jìn)入噴涌系統(tǒng)軟件，將會(huì)引起供油系統(tǒng)器件的穴蝕。含有油氣分離器的汽油濾清器能夠去掉柴油機(jī)的水分。在一些柴油發(fā)電機(jī)上，柴油油箱和輸油泵中間安置油氣分離器。油氣分離器由手夾膜片泵、液位感應(yīng)器、浮球、分離設(shè)備外殼和分離設(shè)備蓋等構(gòu)成。來(lái)源于柴油箱的柴油機(jī)經(jīng)進(jìn)油孔進(jìn)到油氣分離器，由出油孔排出。柴油機(jī)的水分在油氣分離器內(nèi)從柴油機(jī)中分離出來(lái)并附著在殼體的底端。浮球伴隨著積水的增加而上調(diào)，當(dāng)浮球抵達(dá)所規(guī)定的加水水位線時(shí)，液位感應(yīng)器將線路接入，汽車(chē)儀表板里的報(bào)警指示燈傳出加水?dāng)?shù)據(jù)信號(hào)，這時(shí)候操作工需及時(shí)旋松加水塞放水。手夾膜片泵供加水和排氣管時(shí)進(jìn)行。

2、高壓油路一部分

共軌系統(tǒng)的高壓油路部分包括靜電發(fā)生器（噴油器）、工作壓力儲(chǔ)能器（高壓共軌管）和汽柴油計(jì)量檢定元器件（繼電器），關(guān)鍵的零部件有裝有電磁閥噴油器、高壓共軌管、高壓共軌液位傳感器、噴油泵。

（1）噴油器

噴油器是髙壓控制回路和低壓回路的交界面，在所有條件下，它主要從事在發(fā)電機(jī)隊(duì)的全部使用期限中提供充足的髙壓汽柴油，與此同時(shí)要確保柴油發(fā)電機(jī)快速啟動(dòng)所需的額外供油量與壓力規(guī)定。噴油器不斷造成高壓共軌所需要的輸出壓力。這也就意味著汽柴油不是在每一個(gè)單一的噴涌全過(guò)程都必須要被擠壓（相對(duì)于傳統(tǒng)的系統(tǒng)軟件汽柴油）。

噴油器組裝在和傳統(tǒng)式柴油發(fā)電機(jī)分派泵同樣位置上，根據(jù)皮帶輪法蘭盤(pán)、皮帶輪、齒帶由柴油發(fā)電機(jī)推動(dòng)，其額定轉(zhuǎn)速不得超過(guò)3000r/min。噴油器靠低電壓油道來(lái)的汽柴油潤(rùn)化。噴油器上設(shè)置有用來(lái)進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)的繼電器。汽柴油被3個(gè)呈放射狀組裝互隔120°的油閥柱塞泵縮小，噴油器每轉(zhuǎn)1圈，有3次提供的油，最高值推動(dòng)轉(zhuǎn)距比較低，噴油器傳動(dòng)系統(tǒng)維持較穩(wěn)定的負(fù)載。16N·m的轉(zhuǎn)距應(yīng)該是推動(dòng)一個(gè)同樣分派泵需要轉(zhuǎn)距的1/9，這也就意味著共軌系統(tǒng)比傳統(tǒng)噴涌設(shè)備在離心泵推動(dòng)方面有著比較小的負(fù)載。所需要的驅(qū)動(dòng)力也隨著高壓共軌壓力離心泵速率（供油量）成正比例上漲的。噴油器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及外觀設(shè)計(jì)如下圖11所顯示。

輸油泵將汽柴油從柴油油箱泵出，通過(guò)含有油水分離裝置的汽油濾清器抵達(dá)噴油器的進(jìn)油孔。輸油泵使汽柴油經(jīng)閥門(mén)的節(jié)流孔，進(jìn)到噴油器的潤(rùn)滑和制冷控制回路。曲軸使3個(gè)離心泵柱塞泵依照凸輪軸的外型上下移動(dòng)。

當(dāng)提供的油汽壓超出閥門(mén)的開(kāi)啟壓力、噴油器的柱塞泵往下運(yùn)動(dòng)的時(shí)候（去油行程安排），輸油泵可以使汽柴油經(jīng)噴油器進(jìn)油閥進(jìn)到柱塞泵腔。在噴油器柱塞泵翻過(guò)下止點(diǎn)后，進(jìn)油閥關(guān)掉。那樣，柱塞泵腔內(nèi)的汽柴油被密封性，它會(huì)以高過(guò)提供的油壓力汽壓被擠壓，汽壓的上升一旦達(dá)到高壓共軌的汽壓，油閥打開(kāi)了，被壓縮的汽柴油進(jìn)到髙壓循環(huán)系統(tǒng)。柱塞泵再次提供汽柴油，直到抵達(dá)上止點(diǎn)（提供的油行程安排），工作壓力減少，造成油閥關(guān)掉，仍在柱塞泵腔內(nèi)的燃油壓力降低，柱塞泵往下健身運(yùn)動(dòng)。只需柱塞泵腔內(nèi)的氣體壓力至小于輸油泵的提供的油溫度時(shí)，進(jìn)油閥就會(huì)開(kāi)啟，去油全過(guò)程逐漸。

進(jìn)液計(jì)量檢定比例電磁閥安裝于噴油器的第一級(jí)充壓（齒輪油泵）和第二級(jí)充壓（液壓柱塞泵）中間，以調(diào)整經(jīng)第一級(jí)充壓到第二級(jí)充壓的燃料量，而閥的打開(kāi)量由ECU操縱。進(jìn)液計(jì)量檢定比例電磁閥的構(gòu)造如下圖12所顯示。

（2）高壓共軌液位傳感器

為了能輸出一個(gè)相較于給出工作壓力電壓給ECU，高壓共軌液位傳感器務(wù)必精確測(cè)量高壓共軌的燃油壓力。液位傳感器需保證足夠的精度響應(yīng)時(shí)間。高壓共軌液位傳感器由3部分構(gòu)成：焊接在工作壓力設(shè)備里的集成化的傳感器構(gòu)件，配有電子檢測(cè)電路的印刷線路板，配有電子器件插式連線的傳感器外殼。汽柴油根據(jù)高壓共軌上的一個(gè)小圓孔流入高壓共軌液位傳感器，它終點(diǎn)用感應(yīng)器閥片密封性。不舒服的汽柴油根據(jù)一個(gè)不埋孔抵達(dá)感應(yīng)器閥片。一個(gè)將壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)的傳感器構(gòu)件（半導(dǎo)體材料設(shè)備）被組裝在這里閥片上，感應(yīng)器造成信號(hào)被輸入一個(gè)用以變大撿取數(shù)據(jù)信號(hào)并將它送進(jìn)ECU的檢查控制回路。

（3）高壓共軌管

高壓共軌貯存髙壓汽柴油。與此同時(shí)，因?yàn)閲娪推鞯挠捅煤腿加蛧娚渌�產(chǎn)生的髙壓震蕩在高壓共軌容量中損耗，那樣確保在噴油泵開(kāi)啟時(shí)時(shí)刻刻，噴涌工作壓力保持時(shí)間常數(shù)。高壓共軌與此同時(shí)起汽柴油調(diào)節(jié)器的功效。高壓共軌上配有用于精確測(cè)量提供的油壓力高壓共軌液位傳感器及總流量限位器。

3、液壓油管

液壓油管連接著高壓共軌管與噴油泵通道，用于傳輸髙壓汽柴油。油泵一瞬間，在液壓油管里有時(shí)會(huì)發(fā)生高頻率工作壓力起伏，因而液壓油管務(wù)必可以承受最高輸出壓力和高壓燃油的沖擊性功效。液壓油管是通過(guò)無(wú)縫鋼管制作而成的，一般直徑為6mm，直徑為2.4mm。各汽缸液壓油管長(zhǎng)度應(yīng)盡可能相同，使柴油發(fā)電機(jī)每一個(gè)噴油泵有相同的噴油壓力，從而減小柴油發(fā)電機(jī)各汽缸中間點(diǎn)火提前角的誤差。液壓油管應(yīng)盡量短，使從高壓共軌管道噴油泵的壓損最少。

匯總：

在電機(jī)控制單體泵、電機(jī)控制泵噴頭、共軌系統(tǒng)這種柴油機(jī)電子器件控制策略之中，以共軌燃油噴射系統(tǒng)最被廣大汽車(chē)廠家所推崇，歸根結(jié)底不外乎從機(jī)械控制式向電子控制系統(tǒng)式改變的便捷度。共軌系統(tǒng)最大限度地降低了各老機(jī)型對(duì)更新開(kāi)展機(jī)械設(shè)備變更的規(guī)定。如今在中國(guó)市場(chǎng)中的共軌系統(tǒng)服務(wù)提供商通常是國(guó)際巨頭，包含市場(chǎng)占有率達(dá)到70%的德國(guó)搏世BOSCH、日本的電裝DENSO、美國(guó)的德?tīng)柛�DELPHI、美國(guó)康明斯Cummins等。本地企業(yè)之中雖也是有凝心聚力開(kāi)展共軌系統(tǒng)研發(fā)與生產(chǎn)的，包含新風(fēng)系統(tǒng)、北油、龍泵、無(wú)錫市油泵油嘴研究所等，但目前的技術(shù)先進(jìn)性和生產(chǎn)成熟情況都未成氣候，海闊憑魚(yú)躍，仍需上完善機(jī)制追尋！