摘要：柴油发电机燃油喷射系统的演进是一部从机械粗放控制到电子精密智能控制的发展史。其目标始终是追求柴油发电机更高的燃烧效率、更低的污染排放和更强的动力性能。总的来说，高压共轨机构是追求高性能、低排放和低噪音时的主流先进选用；而在极端注重可靠性、燃油要素不好的严苛工业环境中，电喷单体泵装置可能更受青睐。
柴油发电机燃油喷射过程通常指的是燃油从燃油泵经高压油管到喷嘴，再由喷嘴的喷孔高压喷射的整个历程。燃油喷射程序并不包括燃油在燃烧室的历程，于是又叫燃油喷射的管内程序。图1表示燃油喷射流程中燃油泵端压力Pн、喷油器端压力pn，以及针阀升程h的变化流程。整个程序通常分为三个阶段，即喷射延长阶段、主喷射阶段和喷射结束阶段，如图1所示。
（1）喷射延迟阶段：如图1（a）所示，该阶段从柴油泵的柱塞顶封闭进回油孔的理论供油始点起到喷油泵的针阀开始升起（喷油始点）为止。这阶段中在出油阀开启后，受压缩的燃油进入高压油管，产生压力波并以声速（约1200～1300m/s）沿高压油管向喷油泵端传播，当喷油器端的压力超过针阀开启压力pn时，针阀升起，喷油开始。供油始点和喷油始点一般用供油提前角θfs和喷油提前角θfi来表示，两者之差称为喷油增长角。发电机速度越高以及高压油管越长，则喷油延迟角越大。
（2）主喷射阶段：如图1（b）所示，该阶段从喷油始点到喷油嘴端压力开始急剧下降为止。由于喷油泵柱塞连续供油，燃油泵端压力和喷油器端压力都保持高的水平而不下降，绝大部分燃油在这一阶段以高的喷射压力和良好的雾化质量喷入燃烧室，其持续时间取决于循环供油量和喷油速率。
（3）喷油结束阶段：如图1（c）所示，该阶段从喷油泵端压力开始急剧下降到针阀落座停止喷油为止。因为喷油泵柱塞套筒的回油孔打开和出油阀减压容积的卸载功用南昌康明斯发电机，泵端压力带动喷油咀端压力急剧下降，当喷油泵端压力低于针阀开启压力时，针阀开始下降。这一阶段内还有少量燃油从喷孔喷出，但因为喷油压力下降，燃油雾化变差，因而应尽可能缩短这一阶段，降低这一阶段的喷油量，即喷油结束阶段应干脆、迅速。
喷油停止后高压油管内的平均压力称为残余压力p0，残余压力的大小也会危害喷射流程的进行，可通过出油阀等控制其大小。
从上述剖析可知，实际喷射步骤是比较复杂的。在整个喷射期间，高压油管各个截面上的油压不相等，并且每个截面上油压的大小均随时间而变化。油压的变化故而会具有这样的波动特点，具体有以下三方面的因素影响。
① 燃油的可压缩性：在压力变化不大的状况下，可以认为液体是不可压缩的。但在柴油发电机的燃料供给装置中，油压变化的幅度Δp很大，在喷射时的最高油压可达（70～100）MPa，而喷射结束后高压油管中的剩余油压仅有几个兆帕，因此，在高压喷射步骤中燃油的可压缩性必须加以考虑。
② 高压油管的容积变化：高压油管一般是用厚壁无缝钢管制成，具有一定的弹性，在变化的油压功能下，将使油管的容积产生变化。喷射流程中油压的变化愈大，或高压油管的长度或内径愈大，则高压油管容积的变化愈大。
③ 高压油管中的压力波动：因为燃油的可压缩性及高压油管容积的变化，使高压油路成为一个弹性系统，燃油在其中的流动也就具有波动性质。而且随着高压油路中燃油容积的增加或油压变化幅度的增大，都将使高压油管中压力波动的危害增大。
燃油高压系统中存在着压力波动现状的最终结果，使实际的喷油规律与柴油泵所确定的供油规律有很大的差别，不仅使实际喷油始点在时间上落后于喷油泵的几何供油始点［一般相差8～12°曲柄转角（CA）］，而且使实际喷油持续时间拉长，最大喷油速率较最大供油速率低，循环喷油量也低于循环供油量，这些都给柴油发电机的燃烧流程造成不好的影响。当高压油路中燃油的容积愈大，或压力变化的幅度愈大，以及柴油发电机转速愈高时，燃油高压机构中压力波动现状所造成的不佳危害也就愈大。
柴油发电机在运行中除因喷射器损坏而造成异样喷射外，即使在正常运行情况下，还可能因燃油机构设计时各数据购买或配合错误，使压力波动危害严重，造成不正常喷射。不正常喷射现象详细有二次喷射、滴漏和断续喷射等。
① 二次喷射：喷射终了喷油咀针阀落座以后，在压力波动的危害下再次升起喷油的情形由于二次喷射是在燃油压力过低的情况下喷射的，导致这部分燃油雾化不佳，会产生燃烧不完全，炭烟增多，并易导致喷孔积炭堵塞。此外，二次喷射还使整个喷射持续时间拉长，进而使燃烧流程不能及时结束，造成柴油发电机经济性下降、零部件过热等不良后果。二次喷射易见生在高速、大负荷工况。
② 滴漏：在喷油嘴针阀密封正常的情形下，喷射终了时由于装置内的压力下降过慢而使针阀无法迅速落座，发生仍有燃油流出的现象。这种在喷射终了时流出的燃油速度及压力极低，难以雾化，易生成积炭并使喷孔堵塞。
③ 断续喷射：由于在某一瞬间喷油泵的供油量小于从喷油咀喷出的油量与填充针阀上升空出空间的油量之和，造成针阀在喷射过程中周期性跳动的状况。这时柴油泵端压力及针阀的运动方向不断变化，易导致针阀偶件的过度损伤。
④ 不规则喷射和隔次喷射：供油量过小时，循环喷油量不断变动甚至出现有的循环不喷油的情形。不规则喷射和隔次喷射多见生在柴油发电机怠速工况下，造成怠速动转不稳定，作业粗暴，并限制了柴油发电机的最低稳定转速。
为预防产生异样喷射现状，应尽可能地缩短高压油管长度，减小高压容积，减轻压力波动。并合理选取喷射装置的参数，如燃油泵柱塞直径、凸轮廓线、出油阀形式及尺寸、出油阀减压容积、高压油管内径、喷油器喷油孔尺寸、针阀开启压力等。
（1）空气喷射（约1893-1920年代）：柴油发电机发明者鲁道夫·狄塞尔最初采用的装置。利用高压空气将燃油吹入汽缸。组成复杂笨重，效率低，后被淘汰。
（2）机械式喷射（1920-1980年代主流）：依靠发电机凸轮轴驱动燃油泵柱塞发生高压西安康明斯发电机，通过精密机械构造（如调速板、提前器）控制油量和正时。
① 机理：在传统机械泵基本上，用电子速度控制器和电磁执行器替代机械速度控制器，控制油量调节齿杆的位置。喷油正时可能仍由机械提前器控制或辅以大概的电喷。
② 特点：实现了油量的初步电控，比纯机械装置更精准、响应更快，是排放升级的过渡办法。
① 原理：时间碑式进步。燃油泵（高压产生）与喷油控制（正时与油量）实现部分分离。机构保留了由凸轮驱动产生高压的机械方法，但喷油的开始和结束时刻完全由高速电磁阀的开关时刻（即“时间”）来控制。
③ 优点：喷油压力大幅提升（可达2000bar以上），控制精度和响应速度跃升，为满足更严排放规范（如欧III）奠定基本。
① 原理：革命性突破。它彻底将“压力发生”与“燃油喷射”两个用途在时间上和构成上完全解耦。高压油泵只负责向一个公共的蓄压管（共轨管）供油并维持恒定高压，喷油咀上的电磁阀（或压电晶体阀）则完全独立地受ECU控制，决定何时喷、喷多少。
② 优点：喷射压力高且独立于发电机速度，低速也能获得高压，雾化极好。控制自由度达到巅峰，可实现每循环多次喷射（预喷、主喷、后喷），极大优化燃烧，减轻噪音和排放。控制精度和响应转速最快。目前满足国三/欧四及以上最严排放要求的绝对主流技术，广泛运用于各类柴油发电机。
① 智能化与预测控制：系统将与更多探头（如缸内压力感应器）和更强大的ECU结合，实现基于实时燃烧状态的闭环控制和基于工况的预测性自适应调节。
② 更高压力与更精确喷射：喷射压力向2500bar甚至更高迈进，喷孔更微细化，实现近乎完美的空气混合广元康明斯发电机。
③ 与电气化深度集成：例如，采取48V电气系统为电动高压油泵供电，实现压力的完全主动控制，进一步摆脱对发电机凸轮轴的机械依赖。
④ 面向替代燃料的适配：为适应生物柴油、合成燃料等低碳燃料，喷射机构需要在材料兼容性、控制对策上进行新的优化。
从机械到电控柴油发电机，柴油发电机燃油喷射系统的演进本质是“控制权”的转移——从固定的机械凸轮转移到灵活的电子计算机手中。每一次技术跨越，都使柴油发电机变得更清洁、更高效、更安静、更智能。高压共轨系统代表了当前燃油喷射技术的最高水平，并将持续演进。
cummins（Cummins）作为全球知名品牌，其柴油发电机组故障判断技术结合了机械、电子和智能系统的综合分析举措，能够快速定位问题并降低停机时间。