一、研究目的及意义：

能源危机和环境问题已经成为当今全球最关注的问题之一，因此人们对主要动力源之一的柴油机的性能提出更高的要求。随着柴油机技术的不断发展，传统的机械式喷射已经被高压共轨燃油喷射系统所取代。它与传统的机械式喷射相比，实现了高压油泵供油和喷油器喷油的分开控制，将脉动供油与蓄压式喷油相结合，高压共轨系统可以对燃油喷射进行灵活控制，实现高压喷射和多次喷射，甚至燃油喷射的柔性控制，从而能够很好地适应目前以及未来柴油发动机的性能及排放需求^【1】。

高压共轨燃油喷射系统主要由高压输油泵、油轨（共轨）、发动机电子控制单元（ECU）、各传感器和喷油器组成。其中高压管路由供油管、共轨管及高压油管，供油管将来自高压油泵的高压燃油供给到共轨管中，共轨管在高压共轨燃油系统中主要功能为高压燃油的蓄压和分配，高压油管将共轨管与喷油器相连接，而喷油器的喷油量和喷油压力都受到高压管路压力的影响。由于发动机运行过程中，喷油器和高压油泵的工作特性以及管路结构等因素的影响，导致供油管路中燃油压力发生瞬变，产生压力波动，并且这种压力振荡不可避免^【2】。因此，为了降低高压共轨管内压力波动对高压共轨柴油机喷油性能的影响，需对高压管路压力波动特性和机理进行研究和分析，从而制定相应的轨压控制策略，优化柴油机高压共轨系统的结构，实现对喷油规律的精确控制，进一步改善柴油机的性能和排放水平。

二、高压共轨系统国内外研究现状

2.1、高压共轨系统研究现状

国外在共轨燃油喷射技术的研究开始的较早，已经有几十年的历史。其中具有代表性的公司和系统有:

（1）德国Bosch公司的CR系统^【3】：在该系统中，用齿轮泵向高压油泵输送燃油，升压后的燃油被输送至共轨单元，后经过高压油管进入电控喷油器进行喷射燃烧。安装在共轨单元上的轨压传感器，压力调节装置以及ECU形成轨压控制的闭环回路，以调节至所需的供油压力。ECU根据柴油机转速、负荷等工作信息和共轨压力计算出的喷油时长，通过控制电控喷油器的电磁阀来精确控制喷油时间，达到较好的喷油特性以及发动机燃烧特性。Bosch公司的系统已开发至第四代，现在已经广泛应用于各类汽车发动机上。

（2）日本电装公司的ECD-U2系统：该系统的高压油泵为泵控阀控制的直列泵。根据发动机的转速、负荷等工作参数计算出所需要的喷油压力，根据安装在共轨单元的压力传感器采集的轨压，调节阔的启闭控制高压油泵的回油量，进而达到所需的喷油轨压。采用两位三通阀灵活的控制喷油压力以及喷油时长，优化喷油过程。

（3）德国MTU公司的MTU2000CR柴油机共轨系统：在该系统中每一电控喷油器的顶部都设计了一个蓄压器。系统的蓄压功能由蓄压器来完成，共轨单元的作用只是向每个蓄压器内提供高压燃油，这种设计减小了各个喷油器喷油过程的相互影响。

（4）瓦锡兰公司的W32CR共轨燃油系统：该共轨系统于2003年开始投入使用，采用单体泵向蓄压器内输送高压燃油，每个蓄压器连接两个喷油器，喷油器采用包括控制油和高压燃油的双回路控制，提高了系统的安全性。蓄压器间采用高压油管进行连接，可以降低系统内的压力波动。

（5）MAN公司的ME型柴油机燃油喷射系统：该燃油系统装有电控燃油喷射定量阀ELFI阀，是一个燃油压力增压器的机械结构。ELFI阀接收来自电控单元的信号将阀开启，伺服油进入燃油增压器的底部，推动增压器的柱塞运动，可将经过预压的左右的燃油增压至左右，进而喷入气缸进行燃烧。

目前国内的高压共轨系统的研究也较多，但与国外相比还有较大差距。下面主要列举以下几种^【4】：

天津大学开发的吸取蓄压式电控燃油喷射系统优点的PAIRCUI系统，该系统可以也可以实现预喷射和紧急状况下的快速停止喷射；浙江大学在无锡柴油机厂生产的CA6110型柴油机上完成了高压共轨燃油喷射系统的匹配试验；上海交通大学借鉴日本电装公司ECD-U2系统的特点自主开发GD-1型高压共轨燃油喷射系统，并在玉林柴油机厂生产的YC6110柴油机上进行了匹配试验。