而卡特彼勒也從20世紀(jì)30年代開始為自家拖拉機(jī)研制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，以滿足日益增長的市場需求，并緊追由科技進(jìn)步所推動(dòng)的時(shí)代變革的腳步。

卡特彼勒第一臺(tái)以柴油機(jī)為動(dòng)力的拖拉機(jī)

　　二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)前期，各國開始將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)大量運(yùn)用在坦克、飛機(jī)以及飛艇等軍事裝備上，由此柴油機(jī)進(jìn)入了軍事領(lǐng)域，至今仍是各國軍隊(duì)地面主戰(zhàn)裝備的首選動(dòng)力。當(dāng)二戰(zhàn)爆發(fā)后，各參戰(zhàn)國開始為了提升自身的軍事裝備的實(shí)力，開始大量生產(chǎn)用于驅(qū)動(dòng)武器裝備的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)也刺激了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)技術(shù)的積累與發(fā)展。

裝配有容克205發(fā)動(dòng)機(jī)的容克Ju 86轟炸機(jī)

　　但為了保證戰(zhàn)爭消耗的需要，各大廠商全力生產(chǎn)以保證前線的需求，所以使用新技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)并未投入實(shí)際的生產(chǎn)過程中，而是停留在了紙面上。
　　到了二戰(zhàn)后期，隨著盟軍在各戰(zhàn)場取得連續(xù)勝利，軸心國的敗局已定，各廠商的生產(chǎn)環(huán)境的變化，使得他們有時(shí)間來講當(dāng)時(shí)只停留在紙面上面的想法來變成現(xiàn)實(shí)了。
　　1943年康明斯（Cummins）研制成功共軌系統(tǒng)（common-rail），并且取得專利。
　　1976年至1992年，康明斯聯(lián)合蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院共同研發(fā)新一代共軌噴射系統(tǒng)。
　　1993年沃爾沃研制出泵噴嘴（unit injector）燃油系統(tǒng)，并在裝配在自家卡車上進(jìn)行了率先使用。
　　1994年博世（Bosch）研制成功柴油機(jī)單體泵（unit pump）燃油系統(tǒng)。 
　　2004年博世推出柴油機(jī)電控噴油器。同年，奔馳在自己的產(chǎn)品中率先使用了選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng)，而德國曼（MAN）則推出了采用帶廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）和微粒過濾器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，以滿足全新的歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　通過上面的介紹我們可以了解到，現(xiàn)在工程機(jī)械及其他領(lǐng)域使用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用的燃油共軌系統(tǒng)，早在20世紀(jì)40年代就已經(jīng)研制出來，并在70年代進(jìn)行了改進(jìn)與完善。但受制于當(dāng)時(shí)電子控制技術(shù)的發(fā)展限制，和上個(gè)世紀(jì)時(shí)，人們并未像如今這樣如此關(guān)注能源、污染等問題，所以燃油共軌系統(tǒng)并未得到大批量的生產(chǎn)與推廣。
　　在簡要介紹了柴油機(jī)的一些發(fā)展歷程中，燃油噴射系統(tǒng)所經(jīng)歷的一些“大事兒”后，我們接著來聊聊電噴發(fā)動(dòng)機(jī)中，共軌系統(tǒng)的那些特點(diǎn)與技術(shù)。

高壓共軌柴油直噴技術(shù)
　　高壓共軌柴油直噴技術(shù)（Common Rail Direct Injection，縮寫：CRDI）。全球以羅伯特·博世有限公司，德爾福汽車系統(tǒng)，電裝公司，和西門子威迪歐（現(xiàn)由大陸集團(tuán)獨(dú)資）為現(xiàn)代（modern）共軌系統(tǒng)的主要供應(yīng)商。
　　柴油機(jī)共軌技術(shù)的主要優(yōu)勢在于，它能夠?qū)⑷加蛧娚鋲毫Φ漠a(chǎn)生與噴射過程彼此完全分離。通過共軌管內(nèi)的油壓來保證各噴油器擁有相同的燃油噴射壓力，使76噴射壓力不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。
　　柴油共軌技術(shù)的使用最大限度地降低了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音，同時(shí)進(jìn)一步降低油耗，降低尾氣中有害顆粒物含量，減小污染。
　　而傳統(tǒng)柴有發(fā)動(dòng)機(jī)最大的詬病就是在工作過程中噪音大，振動(dòng)大。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的產(chǎn)生，主要由于發(fā)動(dòng)機(jī)在燃燒過程當(dāng)中，經(jīng)歷的速燃期過程所產(chǎn)生的。而直接影響速燃期燃燒穩(wěn)定的，就是速燃期之前，即噴油器開始噴入氣缸的過程中，至燃油開始燃燒時(shí)，所經(jīng)歷的備燃期。而傳統(tǒng)的直噴發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器，在高壓泵壓力建立并達(dá)到噴油器設(shè)定的壓力值后，直接開啟噴油器針閥，將燃油“一股腦”的全部噴入到氣缸當(dāng)中，導(dǎo)致氣缸內(nèi)混合氣濃度過高，從而造成速燃期內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴，也就是常說的噪音大，“哆嗦”。
　　而電噴系統(tǒng)，通過采用電子控制裝置，可以在主噴射之前（速燃期），進(jìn)行預(yù)噴射（備燃期）。在主噴射之前百萬分之一秒內(nèi)，將少量的燃油噴入燃燒室內(nèi)，進(jìn)行預(yù)燃，預(yù)熱燃燒室。在經(jīng)過預(yù)噴射后，氣缸溫度已有所增加，再進(jìn)行主噴射的壓燃就更加容易。由于缸內(nèi)的燃燒溫度及壓力不是突然增加，從而有利于降低燃燒時(shí)所產(chǎn)生的噪音。而在緩燃期后再進(jìn)行后噴射（后燃期），令燃燒后的廢氣進(jìn)行二次燃燒，將缸內(nèi)溫度增加200～250℃，從而降低了排氣中的碳?xì)浠衔?，保護(hù)了環(huán)境，減少了尾氣污染。
　　而現(xiàn)代（modern）的高壓共軌噴射的控制系統(tǒng)，是通過由各個(gè)傳感器，檢測發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，曲軸位置，凸輪軸位置，（也就是我們常說的一缸壓縮上止點(diǎn)），來判斷具體的噴油時(shí)刻，并根據(jù)具體的傳感器數(shù)據(jù)，經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)電腦板（EECU）處理后，給予各缸噴油器相應(yīng)電流信號，以控制噴油器的噴油時(shí)刻及噴油量，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠根據(jù)具體工況得到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，滿足工作需求。
　　由于為了保證高壓共軌系統(tǒng)能夠高效精準(zhǔn)的控制，對燃油及保養(yǎng)周期的要求采取了更高的要求，使得高壓共軌系統(tǒng)在適應(yīng)性極強(qiáng)的直噴系統(tǒng)面前，顯得有些“嬌貴”。
　　近些年來，國際各大廠商由于受到石油危機(jī)及不斷升級的發(fā)動(dòng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)的影響，逐步的開始在自家設(shè)備上裝備使用電控系統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，以適應(yīng)政策及環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的變化。例如國內(nèi)知名的進(jìn)口挖掘機(jī)型號，如：卡特彼勒CAT320D，小松PC200-8，沃爾沃EC240BP，日立ZX240-3，所使用的均為高壓共軌燃油系統(tǒng)。而這些機(jī)型又都是廠商在國內(nèi)乃至全球的主打機(jī)型。但限制于國內(nèi)油品質(zhì)量的問題，導(dǎo)致了這些大牌廠商中，采用高壓共軌系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備故障率較高，使得電控發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)優(yōu)勢無法施展出來，令“電噴車”在國內(nèi)遇冷。 
　　面對電控發(fā)動(dòng)機(jī)在國內(nèi)市場的境況，卡特彼勒和日立建機(jī)根據(jù)中國市場需要迅速的調(diào)整戰(zhàn)略，面向中國市場各自推出了全新的改款機(jī)型，CAT320D2以及日立ZX240-5G。而這兩臺(tái)改款機(jī)型均采用了直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，以應(yīng)對國內(nèi)燃油的品質(zhì)問題。
　　但是在國際大環(huán)境下，國際各大工程機(jī)械廠商早已開始面對日益嚴(yán)峻的環(huán)保問題，并想法設(shè)法“應(yīng)付”每年都在提升的排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，不知面向國內(nèi)銷售的進(jìn)口、合資、國產(chǎn)機(jī)型逆勢推出為了迎合市場的“直噴車”時(shí)，我們的工程機(jī)械行業(yè)是否還能健康、長效的發(fā)展。其中的問題，還是交給決策者們?nèi)ソ鉀Q吧。
　　隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信會(huì)有更多先進(jìn)的技術(shù)運(yùn)用在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，運(yùn)用在工程機(jī)械設(shè)備上，讓設(shè)備能夠創(chuàng)造更多價(jià)值。