柴油機電控高壓共軌燃油噴射系統制造技術分析

摘要：柴油機電控高壓共軌燃油噴射系統成為現代柴油機技術的發展趨勢之一。分析了當前我國對該系統的組成及研究現狀，并對電控高壓共軌燃油噴射系統的制造技術與所需求的關鍵裝備進行了分析。

關鍵詞：柴油機 高壓共軌 制造技術

柴油機電控高壓共軌燃油噴射系統能夠精確、柔性地控制柴油機噴油量、噴油定時和噴射壓力，且性能優越，在滿足柴油機經濟性、動力性和日益嚴格的排放法規的要求上有著廣闊的前景。電控高壓共軌噴油系統的每一個零部件在結構、制造精度、材料和性能檢測等方面的要求比常規系統高得多。研究系統整體的加工工藝和機床裝備開發對汽車行業掌握關鍵技術，增強核心競爭力具有重要意義，對我們整個機械裝備的整體規劃、制造裝備的系列型譜更加完整也是意義深遠。

1. 高壓共軌燃油噴射系統

國內對電控高壓共軌燃油噴射系統的研究起步較晚，目前正處于研制階段。其中天津大學研制的FIRCRI高壓共軌系統正處于硬件在環仿真和實機測試階段，上海交通大學開發的GD-1型高壓共軌系統處于匹配玉柴6110柴油機的準備階段，北京理工大學、華中理工大學等也正在開發自己的高壓共軌系統，無錫威孚集團與博世公司已經聯合組建了無錫博世汽車柴油機系統股份有限公司，開始了高壓共軌系統的生產。

高壓共軌燃油噴射系統機械部分主要包括高壓油泵、高壓共軌管總成和噴油器總成。高壓油泵是輸送高壓燃油的壓力源。高壓共軌管是一個儲存高壓燃油的管道，高壓油泵輸送的高壓燃油儲存在其間，并在一定的流量范圍內定時定量向噴油器供油。電控噴油器，高壓共軌儲存的高壓燃油輸送到噴油器上，噴油器在ECU計算機控制單元的控制下，利用電磁執行器控制噴油量和噴油時刻。電控共軌燃油噴射系統關鍵零部件生產中的關鍵工藝及設備加工精度高，技術難度大，涉及的機床種類多，目前主要依靠進口。

2. 電控高壓共軌燃油噴射系統的制造技術

2.1.系統部件自動裝配生產線

高壓油泵、高壓共軌總成、高壓噴油器總成三大部件的裝配需要自動裝配線，裝配線帶有生產線自動檢測系統和自動影象檢測系統。主要技術特征表現在：各類工裝設備的選型、型譜確定、零部件選用均應符合ISO國際標準和國家標準；裝配線所有零件和各種儀表的計量單位應全部采用國際計量單位（SI）標準；裝配線上工件由工裝輸送機構準確輸送，在相應的裝配工位上作零部件的安裝；裝配線應附有電磁鐵緊帽力矩擰緊機，噴油嘴緊帽力矩擰緊機，控制閥力矩擰緊機，襯環、電磁鐵墊片厚度自動選配機和油嘴調整墊片厚度自動選配機。裝配線應配備噴油器裝配信息識別系統及計算機數據管理系統將裝配過程的工件編碼，裝配過程中的測量數據、統計顯示裝配數量等各類裝配信息錄入數據庫中，并經數據通訊接口將數據傳輸給信息管理系統。

2.2.系統零部件的精密加工

高壓共軌系統中的高精度偶件的加工工藝水平，取決于高質量的加工設備和與之相適應的工藝裝備系統。目前我國的工藝技術水平及主要發展可概括為：軟加工以工序集中為原則，用各種形式的加工中心和數控復合機床來加工零件.形成良好的基礎。熱處理后的精加工廣泛采用強力磨削、成型磨削、配磨技術和配布技術。加工過程中的主動測量和在線閉環測量在精密偶件的大批量生產中得到廣泛應用，清洗工藝和去毛刺技術也得到了很大的提高。

2.3.對測量裝備和性能檢測設備的需求

2.3.1.偶件配合間隙在線測量設備

偶件配合間隙的測量單位為μm，目前常用的檢測設備是進口的間隙測量儀，該儀器價格比較貴，使用中各種配件（如測頭）比較難配，對測量的環境和零件要求較高，很難實現在線測量的要求，同時該設備的重復檢測精度也滿足不了需要。因此，需要能夠實現該項目在線全數檢測的設備。

2.3.2.中孔圓柱度快速測量設備

中孔圓柱度一般要求為微米級和亞微米級精度，目前一般使用計量室的圓度儀實現檢測，而加工過程中沒有與之配套的在線檢測設備。因此，需要能夠實現該項目在線快速全數檢測的設備。

2.3.3.平面度及平行度檢測設備

由于共軌產品的高壓力，要求產品零件的結合面和密封面有平面度和平行度微米級精度的要求。進口白光測量儀價格較貴，因此需要經濟適用、操作簡單、能滿足大批量生產現場使用的白光測量儀，解決平面度和平行度的測量問題。

2.3.4 .對性能測量設備的需求

高壓供油泵總成性能檢測設備：用于檢測供油泵的供油壓力、供油效率、密封性、供油均勻度等，要求價格低廉、操作簡單且能夠滿足測試要求，適用于大批量生產使用。噴油器總成性能檢測設備：該設備用于噴油器總成裝配后對每個噴油器的幾個主要工況點做噴油量測試，還要對噴油器的回油量、開啟壓力做測試，測試時要能夠顯示測試的條件，如軌壓、轉速、溫度等以及測試的結果等。要求價格低廉、操作簡單且能夠滿足測試要求，測試效率高，適用于大批量生產使用。共軌管總成性能檢測設備：要檢測的性能項目包括限流器關閉流量偏差、限壓閥開啟和關閉壓力、總成在2500bar以上高壓密封性等。要求價格低廉、操作簡單且能夠滿足單獨限流器、限壓閥、共軌管測試要求又能滿足共軌管總成測試要求，適用于大批量生產使用。噴油器總成不解體清潔度檢測設備：噴油器總成清潔度要求為雜質總重量小于1mg，目前還沒有相應的清潔度取樣設備。該設備要求為可以模擬噴油器工作情況下的清潔度取樣，而且適用于大批量生產使用檢測。

3. 結束語

目前我國對高壓共軌燃油噴射系統的研究與開發尚處于起步階段，發動機燃油噴射系統由機械式噴射系統向電控式噴射系統過渡還主要依靠國外技術來實現。為盡快提高我國的自主開發和核心競爭力，應不遺余力地在電控噴油器、液力控制閥、噴油嘴偶件和高速執行器、ECU軟硬件等關鍵零部件的制造以及控制策略和功能、匹配標定技術、提高產品可靠性和安全、降低制造成本等方面開展研究。

參考文獻：

[1] 唐維平.電控發動機燃油噴射系統制造技術及裝備需求[J].現代零部件.2010（06）

[2] 葛郢漢.柴油機的電控噴油技術[J].公路與汽運.2009（02）

[3] 劉軍萍等.柴油發動機高壓共軌燃油噴射技術研究[J].內燃機與配件.2012（02）