柴油機(jī)電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)制造技術(shù)分析

摘要：柴油機(jī)電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)成為現(xiàn)代柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。分析了當(dāng)前我國(guó)對(duì)該系統(tǒng)的組成及研究現(xiàn)狀，并對(duì)電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的制造技術(shù)與所需求的關(guān)鍵裝備進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī) 高壓共軌 制造技術(shù)

柴油機(jī)電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)能夠精確、柔性地控制柴油機(jī)噴油量、噴油定時(shí)和噴射壓力，且性能優(yōu)越，在滿足柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和日益嚴(yán)格的排放法規(guī)的要求上有著廣闊的前景。電控高壓共軌噴油系統(tǒng)的每一個(gè)零部件在結(jié)構(gòu)、制造精度、材料和性能檢測(cè)等方面的要求比常規(guī)系統(tǒng)高得多。研究系統(tǒng)整體的加工工藝和機(jī)床裝備開(kāi)發(fā)對(duì)汽車行業(yè)掌握關(guān)鍵技術(shù)，增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義，對(duì)我們整個(gè)機(jī)械裝備的整體規(guī)劃、制造裝備的系列型譜更加完整也是意義深遠(yuǎn)。

1. 高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)

國(guó)內(nèi)對(duì)電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的研究起步較晚，目前正處于研制階段。其中天津大學(xué)研制的FIRCRI高壓共軌系統(tǒng)正處于硬件在環(huán)仿真和實(shí)機(jī)測(cè)試階段，上海交通大學(xué)開(kāi)發(fā)的GD-1型高壓共軌系統(tǒng)處于匹配玉柴6110柴油機(jī)的準(zhǔn)備階段，北京理工大學(xué)、華中理工大學(xué)等也正在開(kāi)發(fā)自己的高壓共軌系統(tǒng)，無(wú)錫威孚集團(tuán)與博世公司已經(jīng)聯(lián)合組建了無(wú)錫博世汽車柴油機(jī)系統(tǒng)股份有限公司，開(kāi)始了高壓共軌系統(tǒng)的生產(chǎn)。

高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)機(jī)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(gè)儲(chǔ)存高壓燃油的管道，高壓油泵輸送的高壓燃油儲(chǔ)存在其間，并在一定的流量范圍內(nèi)定時(shí)定量向噴油器供油。電控噴油器，高壓共軌儲(chǔ)存的高壓燃油輸送到噴油器上，噴油器在ECU計(jì)算機(jī)控制單元的控制下，利用電磁執(zhí)行器控制噴油量和噴油時(shí)刻。電控共軌燃油噴射系統(tǒng)關(guān)鍵零部件生產(chǎn)中的關(guān)鍵工藝及設(shè)備加工精度高，技術(shù)難度大，涉及的機(jī)床種類多，目前主要依靠進(jìn)口。

2. 電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的制造技術(shù)

2.1.系統(tǒng)部件自動(dòng)裝配生產(chǎn)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(dòng)裝配線，裝配線帶有生產(chǎn)線自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)和自動(dòng)影象檢測(cè)系統(tǒng)。主要技術(shù)特征表現(xiàn)在：各類工裝設(shè)備的選型、型譜確定、零部件選用均應(yīng)符合ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；裝配線所有零件和各種儀表的計(jì)量單位應(yīng)全部采用國(guó)際計(jì)量單位（SI）標(biāo)準(zhǔn)；裝配線上工件由工裝輸送機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確輸送，在相應(yīng)的裝配工位上作零部件的安裝；裝配線應(yīng)附有電磁鐵緊帽力矩?cái)Q緊機(jī)，噴油嘴緊帽力矩?cái)Q緊機(jī)，控制閥力矩?cái)Q緊機(jī)，襯環(huán)、電磁鐵墊片厚度自動(dòng)選配機(jī)和油嘴調(diào)整墊片厚度自動(dòng)選配機(jī)。裝配線應(yīng)配備噴油器裝配信息識(shí)別系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)將裝配過(guò)程的工件編碼，裝配過(guò)程中的測(cè)量數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)顯示裝配數(shù)量等各類裝配信息錄入數(shù)據(jù)庫(kù)中，并經(jīng)數(shù)據(jù)通訊接口將數(shù)據(jù)傳輸給信息管理系統(tǒng)。

2.2.系統(tǒng)零部件的精密加工

高壓共軌系統(tǒng)中的高精度偶件的加工工藝水平，取決于高質(zhì)量的加工設(shè)備和與之相適應(yīng)的工藝裝備系統(tǒng)。目前我國(guó)的工藝技術(shù)水平及主要發(fā)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(shù)控復(fù)合機(jī)床來(lái)加工零件.形成良好的基礎(chǔ)。熱處理后的精加工廣泛采用強(qiáng)力磨削、成型磨削、配磨技術(shù)和配布技術(shù)。加工過(guò)程中的主動(dòng)測(cè)量和在線閉環(huán)測(cè)量在精密偶件的大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，清洗工藝和去毛刺技術(shù)也得到了很大的提高。

2.3.對(duì)測(cè)量裝備和性能檢測(cè)設(shè)備的需求

2.3.1.偶件配合間隙在線測(cè)量設(shè)備

偶件配合間隙的測(cè)量單位為μm，目前常用的檢測(cè)設(shè)備是進(jìn)口的間隙測(cè)量?jī)x，該儀器價(jià)格比較貴，使用中各種配件（如測(cè)頭）比較難配，對(duì)測(cè)量的環(huán)境和零件要求較高，很難實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量的要求，同時(shí)該設(shè)備的重復(fù)檢測(cè)精度也滿足不了需要。因此，需要能夠?qū)崿F(xiàn)該項(xiàng)目在線全數(shù)檢測(cè)的設(shè)備。

2.3.2.中孔圓柱度快速測(cè)量設(shè)備

中孔圓柱度一般要求為微米級(jí)和亞微米級(jí)精度，目前一般使用計(jì)量室的圓度儀實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，而加工過(guò)程中沒(méi)有與之配套的在線檢測(cè)設(shè)備。因此，需要能夠?qū)崿F(xiàn)該項(xiàng)目在線快速全數(shù)檢測(cè)的設(shè)備。

2.3.3.平面度及平行度檢測(cè)設(shè)備

由于共軌產(chǎn)品的高壓力，要求產(chǎn)品零件的結(jié)合面和密封面有平面度和平行度微米級(jí)精度的要求。進(jìn)口白光測(cè)量?jī)x價(jià)格較貴，因此需要經(jīng)濟(jì)適用、操作簡(jiǎn)單、能滿足大批量生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的白光測(cè)量?jī)x，解決平面度和平行度的測(cè)量問(wèn)題。

2.3.4 .對(duì)性能測(cè)量設(shè)備的需求

高壓供油泵總成性能檢測(cè)設(shè)備：用于檢測(cè)供油泵的供油壓力、供油效率、密封性、供油均勻度等，要求價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單且能夠滿足測(cè)試要求，適用于大批量生產(chǎn)使用。噴油器總成性能檢測(cè)設(shè)備：該設(shè)備用于噴油器總成裝配后對(duì)每個(gè)噴油器的幾個(gè)主要工況點(diǎn)做噴油量測(cè)試，還要對(duì)噴油器的回油量、開(kāi)啟壓力做測(cè)試，測(cè)試時(shí)要能夠顯示測(cè)試的條件，如軌壓、轉(zhuǎn)速、溫度等以及測(cè)試的結(jié)果等。要求價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單且能夠滿足測(cè)試要求，測(cè)試效率高，適用于大批量生產(chǎn)使用。共軌管總成性能檢測(cè)設(shè)備：要檢測(cè)的性能項(xiàng)目包括限流器關(guān)閉流量偏差、限壓閥開(kāi)啟和關(guān)閉壓力、總成在2500bar以上高壓密封性等。要求價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單且能夠滿足單獨(dú)限流器、限壓閥、共軌管測(cè)試要求又能滿足共軌管總成測(cè)試要求，適用于大批量生產(chǎn)使用。噴油器總成不解體清潔度檢測(cè)設(shè)備：噴油器總成清潔度要求為雜質(zhì)總重量小于1mg，目前還沒(méi)有相應(yīng)的清潔度取樣設(shè)備。該設(shè)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(chǎn)使用檢測(cè)。

3. 結(jié)束語(yǔ)

目前我國(guó)對(duì)高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)尚處于起步階段，發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)由機(jī)械式噴射系統(tǒng)向電控式噴射系統(tǒng)過(guò)渡還主要依靠國(guó)外技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為盡快提高我國(guó)的自主開(kāi)發(fā)和核心競(jìng)爭(zhēng)力，應(yīng)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(zhí)行器、ECU軟硬件等關(guān)鍵零部件的制造以及控制策略和功能、匹配標(biāo)定技術(shù)、提高產(chǎn)品可靠性和安全、降低制造成本等方面開(kāi)展研究。

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