柴油机电控高压共轨燃油喷射系统制造技术分析

摘要：柴油机电控高压共轨燃油喷射系统成为现代柴油机技术的发展趋势之一。分析了当前我国对该系统的组成及研究现状，并对电控高压共轨燃油喷射系统的制造技术与所需求的关键装备进行了分析。

关键词：柴油机 高压共轨 制造技术

柴油机电控高压共轨燃油喷射系统能够精确、柔性地控制柴油机喷油量、喷油定时和喷射压力，且性能优越，在满足柴油机经济性、动力性和日益严格的排放法规的要求上有着广阔的前景。电控高压共轨喷油系统的每一个零部件在结构、制造精度、材料和性能检测等方面的要求比常规系统高得多。研究系统整体的加工工艺和机床装备开发对汽车行业掌握关键技术，增强核心竞争力具有重要意义，对我们整个机械装备的整体规划、制造装备的系列型谱更加完整也是意义深远。

1. 高压共轨燃油喷射系统

国内对电控高压共轨燃油喷射系统的研究起步较晚，目前正处于研制阶段。其中天津大学研制的FIRCRI高压共轨系统正处于硬件在环仿真和实机测试阶段，上海交通大学开发的GD-1型高压共轨系统处于匹配玉柴6110柴油机的准备阶段，北京理工大学、华中理工大学等也正在开发自己的高压共轨系统，无锡威孚集团与博世公司已经联合组建了无锡博世汽车柴油机系统股份有限公司，开始了高压共轨系统的生产。

高压共轨燃油喷射系统机械部分主要包括高压油泵、高压共轨管总成和喷油器总成。高压油泵是输送高压燃油的压力源。高压共轨管是一个储存高压燃油的管道，高压油泵输送的高压燃油储存在其间，并在一定的流量范围内定时定量向喷油器供油。电控喷油器，高压共轨储存的高压燃油输送到喷油器上，喷油器在ECU计算机控制单元的控制下，利用电磁执行器控制喷油量和喷油时刻。电控共轨燃油喷射系统关键零部件生产中的关键工艺及设备加工精度高，技术难度大，涉及的机床种类多，目前主要依靠进口。

2. 电控高压共轨燃油喷射系统的制造技术

2.1.系统部件自动装配生产线

高压油泵、高压共轨总成、高压喷油器总成三大部件的装配需要自动装配线，装配线带有生产线自动检测系统和自动影象检测系统。主要技术特征表现在：各类工装设备的选型、型谱确定、零部件选用均应符合ISO国际标准和国家标准；装配线所有零件和各种仪表的计量单位应全部采用国际计量单位（SI）标准；装配线上工件由工装输送机构准确输送，在相应的装配工位上作零部件的安装；装配线应附有电磁铁紧帽力矩拧紧机，喷油嘴紧帽力矩拧紧机，控制阀力矩拧紧机，衬环、电磁铁垫片厚度自动选配机和油嘴调整垫片厚度自动选配机。装配线应配备喷油器装配信息识别系统及计算机数据管理系统将装配过程的工件编码，装配过程中的测量数据、统计显示装配数量等各类装配信息录入数据库中，并经数据通讯接口将数据传输给信息管理系统。

2.2.系统零部件的精密加工

高压共轨系统中的高精度偶件的加工工艺水平，取决于高质量的加工设备和与之相适应的工艺装备系统。目前我国的工艺技术水平及主要发展可概括为：软加工以工序集中为原则，用各种形式的加工中心和数控复合机床来加工零件.形成良好的基础。热处理后的精加工广泛采用强力磨削、成型磨削、配磨技术和配布技术。加工过程中的主动测量和在线闭环测量在精密偶件的大批量生产中得到广泛应用，清洗工艺和去毛刺技术也得到了很大的提高。

2.3.对测量装备和性能检测设备的需求

2.3.1.偶件配合间隙在线测量设备

偶件配合间隙的测量单位为μm，目前常用的检测设备是进口的间隙测量仪，该仪器价格比较贵，使用中各种配件（如测头）比较难配，对测量的环境和零件要求较高，很难实现在线测量的要求，同时该设备的重复检测精度也满足不了需要。因此，需要能够实现该项目在线全数检测的设备。

2.3.2.中孔圆柱度快速测量设备

中孔圆柱度一般要求为微米级和亚微米级精度，目前一般使用计量室的圆度仪实现检测，而加工过程中没有与之配套的在线检测设备。因此，需要能够实现该项目在线快速全数检测的设备。

2.3.3.平面度及平行度检测设备

由于共轨产品的高压力，要求产品零件的结合面和密封面有平面度和平行度微米级精度的要求。进口白光测量仪价格较贵，因此需要经济适用、操作简单、能满足大批量生产现场使用的白光测量仪，解决平面度和平行度的测量问题。

2.3.4 .对性能测量设备的需求

高压供油泵总成性能检测设备：用于检测供油泵的供油压力、供油效率、密封性、供油均匀度等，要求价格低廉、操作简单且能够满足测试要求，适用于大批量生产使用。喷油器总成性能检测设备：该设备用于喷油器总成装配后对每个喷油器的几个主要工况点做喷油量测试，还要对喷油器的回油量、开启压力做测试，测试时要能够显示测试的条件，如轨压、转速、温度等以及测试的结果等。要求价格低廉、操作简单且能够满足测试要求，测试效率高，适用于大批量生产使用。共轨管总成性能检测设备：要检测的性能项目包括限流器关闭流量偏差、限压阀开启和关闭压力、总成在2500bar以上高压密封性等。要求价格低廉、操作简单且能够满足单独限流器、限压阀、共轨管测试要求又能满足共轨管总成测试要求，适用于大批量生产使用。喷油器总成不解体清洁度检测设备：喷油器总成清洁度要求为杂质总重量小于1mg，目前还没有相应的清洁度取样设备。该设备要求为可以模拟喷油器工作情况下的清洁度取样，而且适用于大批量生产使用检测。

3. 结束语

目前我国对高压共轨燃油喷射系统的研究与开发尚处于起步阶段，发动机燃油喷射系统由机械式喷射系统向电控式喷射系统过渡还主要依靠国外技术来实现。为尽快提高我国的自主开发和核心竞争力，应不遗余力地在电控喷油器、液力控制阀、喷油嘴偶件和高速执行器、ECU软硬件等关键零部件的制造以及控制策略和功能、匹配标定技术、提高产品可靠性和安全、降低制造成本等方面开展研究。

参考文献：

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