摘要：概述船舶節(jié)能減排的必要性,，指出了船舶柴油機(jī)節(jié)能減排的重要途徑,，簡(jiǎn)單介紹了船舶柴油機(jī)高壓共軌技術(shù)的基本工作原理和優(yōu)勢(shì)，以及高壓共軌系統(tǒng)對(duì)船舶節(jié)能減排的貢獻(xiàn),。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排,；船用柴油機(jī)；高壓共軌,；電控,；噴射

在全球氣候變化的大背景下，節(jié)能減排發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已成為當(dāng)今各級(jí)決策者的共識(shí),。節(jié)能減排,，促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展既是救治氣候變暖的關(guān)鍵所在，也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇,。據(jù)了解當(dāng)前的海運(yùn)溫室氣體排放量（主要為二氧化碳,，硫化物，氫氧化物和氮氧化物等）已達(dá)到十多億噸,，占全球溫室氣體排放量近百分之十,；且隨著海運(yùn)貿(mào)易的不斷增長(zhǎng)，如果不采取及時(shí)有效的應(yīng)對(duì)措施,，其排放量將在未來幾年內(nèi)成倍增長(zhǎng),。

       而致使海運(yùn)船舶排放大量溫室氣體的元兇，正是久居船舶原動(dòng)力主導(dǎo)地位的大中型船用柴油機(jī),。在船用柴油機(jī)漫長(zhǎng)的發(fā)展過程中,，經(jīng)歷了四沖程壓燃、二沖程掃氣,、直接噴射,、廢氣渦輪增壓、中間空氣冷卻等技術(shù)飛躍,，大大提高了它的經(jīng)濟(jì)性和可靠性,。但各項(xiàng)法律法規(guī)對(duì)節(jié)能減排的要求日益嚴(yán)苛的今天，船舶柴油機(jī)面臨著既要降低排放又要降低油耗的雙重挑戰(zhàn),。傳統(tǒng)的柴油機(jī)的設(shè)計(jì)指標(biāo)是為額定工況優(yōu)化的,，燃料噴射技術(shù)一般為機(jī)械結(jié)構(gòu)噴射系統(tǒng),，由調(diào)速器控制噴油器，凸輪控制噴油正時(shí),、進(jìn)排氣正時(shí),。這種系統(tǒng)在柴油機(jī)處于額定工況下，能實(shí)現(xiàn)性能的優(yōu)化,，但當(dāng)柴油機(jī)工況,、海況、外部環(huán)境,，燃油品質(zhì)變化,、凸輪磨損等因素造成柴油機(jī)偏離其設(shè)計(jì)工況的最佳值時(shí)，則會(huì)影響柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)和排放性能,。

另外,，在以往的船用柴油機(jī)機(jī)械噴射系統(tǒng)中， 因?yàn)椴裼偷牟豢蓧嚎s性和高壓油管中的柴油壓力波動(dòng),，致使實(shí)際的噴油狀態(tài)與噴油泵所規(guī)定的柱塞供油規(guī)律有較大的差異,；高壓油管內(nèi)的壓力波動(dòng)有時(shí)還會(huì)在主噴射之后，使壓力再次上升并達(dá)到令噴油器針閥開啟的壓力,，將已關(guān)閉的針閥重新打開產(chǎn)生二次噴射現(xiàn)象,。因?yàn)槎螄娚洳豢赡芡耆紵?，于是大大增加了煙及碳?xì)浠衔锏呐欧帕?，油耗也隨之增加；此外,，每次噴射循環(huán)后高壓油管內(nèi)的殘壓都會(huì)發(fā)生變化,，隨之引起不穩(wěn)定的噴射；這些都是船用柴油機(jī)設(shè)計(jì)與使用過程中長(zhǎng)期存在難以克服的老大難問題,。

加上傳統(tǒng)柴油機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)是按照燃油熱效率最高值來設(shè)計(jì)的,，對(duì)燃燒過程中排放的大氣污染物重視不夠。隨著燃燒理論的發(fā)展和成熟,，對(duì)柴油機(jī)噴射規(guī)律控制的要求更為精確,，傳統(tǒng)噴射系統(tǒng)已不能滿足船用柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排放性的要求。加之電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,，利用現(xiàn)代電子智能科技與原始經(jīng)驗(yàn)積累相結(jié)合,，使船用柴油機(jī)控制系統(tǒng)向機(jī)電一體化方向發(fā)展，將船舶柴油機(jī)進(jìn)行更深入的系統(tǒng)整合,，提高性能效率并達(dá)到最低的排放量,，是當(dāng)下海運(yùn)界節(jié)能減排與低碳經(jīng)濟(jì)的最大著力點(diǎn)。

       綜合上述之情況,，船舶柴油機(jī)電控高壓共軌技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并成為當(dāng)下公認(rèn)的一項(xiàng)技術(shù)性革命,。

       電控高壓共軌柴油機(jī),，也稱為智能型柴油機(jī)。其高壓共軌燃油系統(tǒng)是建立在直噴技術(shù),、預(yù)噴技術(shù)和電控技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種新型燃油噴射系統(tǒng),；根據(jù)柴油機(jī)燃燒理論應(yīng)用電控技術(shù)，將柴油機(jī)一部分傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)控制單元改為電磁閥等一系列電控機(jī)構(gòu),，并使用一個(gè)具有較大容量的高壓燃油蓄壓筒（即油軌）來取代傳統(tǒng)的高壓油泵,；另外設(shè)置專用的高壓補(bǔ)油泵向蓄壓筒內(nèi)供油，從而實(shí)現(xiàn)高精度的實(shí)時(shí)精確控制,，包括控制燃油噴射正時(shí),、噴油量、噴射速率,、壓力及進(jìn)排氣正時(shí),。蓄壓筒內(nèi)的燃油壓力通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的高壓油泵的最大噴射壓力，故噴射燃燒時(shí)的霧化程度更高,、燃燒更完全,。能有效地實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)在各種負(fù)荷下的性能最優(yōu)化，從而在滿足最新排放要求的前提下,，提高經(jīng)濟(jì)性,、可靠性、操縱靈活性并延長(zhǎng)使用壽命,。

      高壓共軌系統(tǒng)由于能使船舶柴油機(jī)噴油規(guī)律按需分配設(shè)置,，采用蓄壓筒建立燃油高壓并防止油壓波動(dòng)，故而在柴油機(jī)運(yùn)行的所有負(fù)荷和轉(zhuǎn)速工況,、包括啟動(dòng)和加載工況下,，都能做到排氣無煙。且高壓共軌噴射是獨(dú)立的控制單元,，不受柴油機(jī)本身工況的影響,，可全程優(yōu)化噴油規(guī)律提高燃燒效率，還能燃用不同品質(zhì)的燃油,，使油耗更低,。

      高壓共軌噴油器與傳統(tǒng)噴油器相比，共軌腔內(nèi)的高壓燃油直接用于噴射,，可省去噴油器內(nèi)的增壓機(jī)構(gòu),。還能根據(jù)不同工況靈活調(diào)節(jié)預(yù)噴射和后噴射的噴射油量，以及與主噴射的時(shí)間間隔,。預(yù)噴射在主噴射之前先將小部分燃油噴入氣缸,，在缸內(nèi)發(fā)生預(yù)混合或產(chǎn)生部分燃燒，使進(jìn)行主噴射時(shí)迅速著火,，提高各缸的工作效率,；還可使缸內(nèi)壓力升高,，減少碳?xì)浠衔锏呐欧拧Ｖ鲊娚涑跗诮档蛧娚渌俾誓軌驕p少著火延遲期內(nèi)噴入氣缸內(nèi)的油量,，降低燃油消耗,。主噴射末期迅速斷油，可減少不完全燃燒的燃油,，降低煙度和碳?xì)浠衔锏呐欧?。這些功能的實(shí)現(xiàn)，在傳統(tǒng)的柴油機(jī)噴油器中是做不到的,。

      由于船用柴油機(jī)高壓共軌技術(shù)在節(jié)能減排與提高效率方面不可替代的優(yōu)勢(shì),，目前在國(guó)外已得到普遍應(yīng)用，我國(guó)在電控直噴向智能高壓共軌柴油機(jī)邁進(jìn)中也積累了一定的經(jīng)驗(yàn),，但總體來說與國(guó)外還存在差距,，主要體現(xiàn)在制造工藝和批量生產(chǎn)的質(zhì)量控制上。此外,，國(guó)內(nèi)共軌系統(tǒng)相關(guān)配套體系不健全,，部分零部件還依靠進(jìn)口，如單片機(jī)芯片,、共軌壓力傳感器等,。但隨著溫室氣體排放標(biāo)準(zhǔn)的要求日益嚴(yán)苛和智能電控技術(shù)的發(fā)展，柴油機(jī)智能高壓共軌噴射系統(tǒng)廣泛批量生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用于船舶大型柴油機(jī)將是必然趨勢(shì),。     

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