所有船機(jī)排氣污染物要滿足第二階段排放限值。因此在一款新設(shè)計(jì)的船機(jī)上采用高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)，利用共軌系統(tǒng)燃油噴射壓力的產(chǎn)生獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，噴油時(shí)刻、噴油量、多次噴射柔性控制的特點(diǎn)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給與調(diào)節(jié)系統(tǒng)之間在各個(gè)工況下，實(shí)現(xiàn)合理與精確的匹配，從而大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性，排放及噪聲方面的綜合性能。
燃油供給系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵系統(tǒng)，其主要功能是及時(shí)、優(yōu)質(zhì)的為氣缸內(nèi)提供適量的燃料，以保證缸內(nèi)混合氣的形成與燃燒有效進(jìn)行。目前船用柴油機(jī)多采用泵-管-嘴燃油系統(tǒng)，噴油泵由凸輪軸驅(qū)動(dòng)，噴油壓力及噴油時(shí)刻不能實(shí)現(xiàn)柔性控制，整機(jī)經(jīng)濟(jì)性及排放性指標(biāo)不高。 公司新開(kāi)發(fā)一款船用柴油機(jī)采用高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)，可不受轉(zhuǎn)速與負(fù)荷的影響，靈活控制噴油壓力;燃油噴射采用電磁閥開(kāi)啟時(shí)間的控制方式，比較容易對(duì)噴油時(shí)刻與噴油持續(xù)期進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)較為理想的噴油規(guī)律，可大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等方面的綜合性能。
共軌管的容積主要考慮最大循環(huán)油量和噴油時(shí)允許的壓力下降幅值。
根據(jù)一般要求，取ΔP=Pmax*20%=32MPa，ΔV=Vm*1.3=520mm3，E=2870MPa，計(jì)算得容積V約47ml。容積V為所需的最小高壓腔容積，包括了軌管內(nèi)部容積和高壓油管容積。高壓油管（8X3X500）容積一般為20-30ml，取共軌管容積為25-30ml較合適，考慮系統(tǒng)軌壓的穩(wěn)定性確定軌管容積30ml。
共軌泵設(shè)計(jì)需要綜合考慮整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)共軌泵供油效率、油量裕度，發(fā)動(dòng)機(jī)峰值扭矩的限值。
試驗(yàn)結(jié)果表明，共軌泵在整個(gè)運(yùn)行工況內(nèi)供油效率高于80%，油量裕度大于1.3，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)使用要求。
噴油器幾何尺寸確定
根據(jù)燃燒室、壓縮比進(jìn)行噴油嘴設(shè)計(jì)，確定噴嘴孔徑、角度、孔徑等基本尺寸。
分別對(duì)預(yù)緊工況、工作軌壓160MPa、工作軌壓180MPa、工作軌壓200MPa進(jìn)行有限元計(jì)算，結(jié)果表明在各工況下噴油器體安全系數(shù)最小部分均在橫腔裝配部位，安全系數(shù)1.5，滿足使用要求;噴油器體與孔板的接觸應(yīng)力在400MPa以上，控制活塞偶件及針閥偶件均有間隙，運(yùn)動(dòng)不受影響，噴油器體線性變形在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。
試驗(yàn)標(biāo)定與排放控制
軌壓控制
通過(guò)控制系統(tǒng)、共軌泵、共軌管實(shí)現(xiàn)噴射壓力獨(dú)立控制，擺脫傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等限制。控制器控制共軌泵電磁閥開(kāi)度實(shí)現(xiàn)進(jìn)入柱塞油量控制，根據(jù)設(shè)定數(shù)據(jù)和軌壓傳感器反饋的當(dāng)前軌壓制，進(jìn)行電控閥的開(kāi)度調(diào)節(jié)，從而獨(dú)立控制噴油壓力。
噴射時(shí)刻控制
控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)爆發(fā)壓力、排放物指標(biāo)、油耗、排溫等具體參數(shù)，可任意調(diào)整噴油時(shí)刻，來(lái)達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)狀態(tài)。
