康明斯发电机组电控共轨系统的结构与原理
电控高压共轨技术是目前国内柴油发电机行业为达到国三排放标准所普遍采用的一种成熟的电控技术，本文以康明斯国三电控共轨柴油发电机为例，对国三柴油发电机电控共轨系统的结构、原理进行了论述。
电控高压共轨结构图
一、康明斯发电机组共轨系统概述
我们所说的电喷柴油发电机与传统的柴油机的主要区别在于它的燃油供给系统的不同，前者采用的是电子控制燃油系统，而后者采用的是机械式燃油系统，目前电子控制燃油系统可分为三种，分别为：
1、电控直列泵燃油系统
2、电控分配泵燃油系统
3、电控高压共轨燃油系统
前两种燃油系统是在传统的机械式燃油系统的基础上增加了一套精确控制柴油发电机喷油量和喷油时间的电子装置，从而大大降低了柴油发电机排放污染并提高了燃油经济性。
第三种燃油系统是一种全新的燃油喷射系统，它是通过各种传感器检测出柴油发电机的实际运行状态，通过计算机的计算和处理，可以对柴油发电机的喷油量、喷油时间、喷油压力和喷油率进行**佳控制，从而实现了柴油发电机综合性能的又一次飞跃。
二、电控共轨系统工作原理
燃油由柴油发电机凸轮轴驱动的齿轮泵经滤清器从油箱中抽出，通过一个电磁紧急关闭阀流人供油泵。此时的压力约为0.5mpa，然后，油流分为两路，一路经安全阀上的小孔作为冷却油通过供油泵的凸轮轴室流入压力控制阀，然后流回油箱。另一路充人3缸供油泵。在供油泵内，燃油压力上升到135mpa或更高，供入共轨。共轨上有一个压力传感器和一个通过切断油路来控制流量的压力控制阀。用这种方法来调节控制单元设定的共轨压力。高压燃油从共轨流人喷油器后又分为两路：一路直接喷入燃烧室，另一路在喷油期间，与针阀导向部分和控制柱塞处泄漏出的燃油一起流回油箱。
高压共轨燃油系统原理图
三、康明斯发电机组共轨系统的组成：
电控共轨系统主要部件有：高压油泵、高压油轨、高压油管、高压油管接管、电控喷油器、低压油管、柴滤、油箱等。
1、电控高压油泵
（1）电装共轨系统的高压油泵
高压油泵有两个高压柱塞泵，靠飞轮端为油泵，靠前端为油泵。分别由两个凸轮（每个凸轮上均有3个凸缘）驱动，按时将六缸所需要的燃油供应给高压油轨。
电控高压油泵示意图
（2）输油泵
手油泵用于排出燃油喷射系统中油路的空气，输油泵位于高压油泵的左侧，与高压油泵集成在一起，提供高压油泵一定压力的燃油。位于油泵上部的两个黄色阀体为压力控制阀（pcv），分别控制两个泵的供油量与供油时刻。两个电磁阀分别各对应一个线束插头，靠飞轮端为阀（pcv1），靠前端为阀（pcv2）。其作用是调整共轨管内的燃油压力，方法是调整油泵压入共轨管内的燃油量。
输油泵结构图
（3）凸轮轴位置传感器（g传感器）
凸轮轴位置传感器用于判断柴油发电机第1缸压缩上止点的到来时刻，作为喷油的基准信号。高压油泵内部集成了一个凸轮轴位置传感器和二个相应的信号盘，凸轮轴置传感器的插头在油泵正面中部位置。
① 柱塞下行时，压力控制阀开启，低压燃油经控制阀流入柱塞腔。
② 柱塞上行时，由于控制阀中尚未通电，处于开启状态，低压燃油经控制阀流回低压腔。
③ 在达到供油量定时的时刻，控制阀通电，使之关闭，回流油路被切断，柱塞腔中的燃油被压缩，燃油经出油阀进入高压油轨。利用控制阀关闭时间的不同，控制进入高压油轨的油量的多少，从而达到控制高压油轨压力的目的。
④ 凸轮经过最大升程后，柱塞进入下降行程，柱塞腔内的压力降低，出油阀关闭，停止供油，这时控制阀停止供电，处于开启状态、低压燃油进入柱塞腔，进入下一个循环。
2、高压共轨管组件
高压共轨管将供油泵提供的高压燃油经稳压、滤波后，供应给各缸喷油器，起蓄压器的作用。它的容积应削减高压油泵的供油压力波动和每个喷油器由喷油过程引起的压力振荡，使高压油轨中的压力波动控制在5mpa之下。
（1）轨压限制阀的作用是当共轨压力超过共轨管所能承受的最高压力时，轨压限制阀会自动开启，将共轨压力降低到约30mpa。
（2）在共轨管的上部有六个流量限制阀（同缸数一致），分别与六个缸的高压油管相连。当某一缸的高压油管有泄漏或喷油器故障而导致燃油喷射址超过限值时，流量限制阀会动作，切断该缸的燃油供应。共轨的外侧有1～2个进油口，分别与高压油泵的高压油的出油口相连。轨压传感器位于共轨的右侧，带有一个线束插头。
（3）采用电装共轨系统的康明斯柴油发电机高压油管共8根，其中2根由高压油泵到高压油轨，6根由高压油轨到各缸喷油器。
3、共轨系统控制系统
电控共轨系统可以分成三大部分：传感器、计算机和执行器。
计算机是电控共轨燃油系统的核心部分。根据各个传感器的信息，计算机进行计算、完成各种处理后，求出最佳喷油时间和最合适的喷油量，并且计算出在什么时刻、在多长的时间范围内向喷油器发出开启电磁阀、或关闭电磁阀的指令等，从而精确控制柴油发电机的工作过程。电子控制系统的核心是ecu——电子控制单元。ecu就是一个微型计算机。ecu的输入是安装在发电机组和柴油发电机上的各种传感器和开关；ecu的输出是送往各个执行机构的电子信息。
4、共轨系统燃料供给系统
燃油供给系统的主要构成是供油泵、共轨和喷油器。燃油供给系统的基本工作原理是供油泵将燃油加压成高压，供入共轨内；共轨实际上是一种燃油分配管。储存在共轨内的燃油在适当的时刻通过喷油器喷人柴油发电机气缸内。电控共轨系统中的喷油器是一种由电磁阀控制的喷油阀，电磁阀的开启和关闭由计算机控制。
高压共轨燃油计量阀位置图
四、电控高压共轨系统的特点
1、自由调节喷油压力(共轨压力控制)
通过控制共轨压力而控制喷油压力。利用共轨压力传感器测量燃油压力，从而调整供油泵的供油量、调整共轨压力。此外，还可以根据柴油发电机转速、喷油量的大小与设定了的最佳值(指令值)始终一致地进行反馈控制。
2、自由调节喷油量
以柴油发电机的转速及油门开度信号为基础，计算机计算出最佳喷油量，并控制喷油器的通断电时间。
3、自由调节喷油率形状
根据柴油发电机用途的需要，设置并控制喷油率形状：预喷射、后喷射、多段喷射等。
4、.自由调节喷油时间
根据柴油发电机的转速和喷油量等参数，计算出最佳喷油时间，并控制电控喷油器在适当的时刻开启，在适当的时刻关闭等，从而准确控制喷油时间。
（1）在电控共轨系统中，由各种传感器——柴油发电机转速传感器、油门开度传感器、各种温度传感器等——实时检测出柴油发电机的实际运行状态，由微型计算机根据预先设计的计算程序进行计算后，定出适合于该运行状态的喷油量、喷油叶间、喷油率模型等参数，使柴油发电机始终都能在**佳状态下工作。
（2）计算机具有自我诊断功能，对系统的主要零部件进行技术诊断，如果某个零件产生了故障，则诊断系统会向操作员发出警报，并根据故障情况自动作出处理；或使柴油发电机停止运行——即所谓故障应急功能，或切换控制方法，使发电机组继续运行到安全的地方。
传统的泵管嘴燃油系统中，喷油压力与柴油发电机的转速和负荷有关，不是一个独立变量。在高压电控共轨系统中，喷油压力(共轨压力)与柴油发电机的转速和负荷无关，是可以独立控制的。由共轨压力传感器测出燃油压力，并与设定的目标燃油压力进行比较后进行反馈控制。
