发动机燃油共轨压力控制是缸内直喷技术实现的关键,实现缸内直喷技术的装置称为高压燃油共轨系统,主要由低压回路、高压泵、共轨管、压力传感器、喷油器以及电子控制单元组成。
共轨压力技术是一种能将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的供油方式,基本过程是燃油被低压油泵从油箱内抽出,经低压油管进入被凸轮轴驱动的高压油泵进行加压,加压之后的高压燃油经高压油管到达高压油轨,通过压力传感器对共轨管内压力的反馈,控制高压泵的泵油持续时间,实现对共轨管的油压调节,燃油经过压力调整之后被送入各缸喷油器。具有缸内直喷技术的发动机称为缸内直喷发动机,其具有节省燃油、减少废气排放、提升动力性能、减少发动机震动和提高喷油精度的优点。20世纪50年代,世界首款搭载具有缸内直喷技术四冲程汽油发动机(往复运动的活塞每连续四个行程完成一个工作循环的汽油发动机)的量产车型梅赛德斯-奔驰300SL诞生。该车的汽油发动机搭载的是一种机械式汽油缸内直喷系统。之后的几十年,由于电控缸内直喷技术尚不发达,电控汽油缸内直喷系统并没有得到进一步的推广。直至21世纪初,随着电控缸内直喷技术的发展,电控缸内直喷系统才真正被汽车企业引入,世界首款具有电控技术的缸内直喷汽油发动机发布,随后世界各汽车企业相继推出自己的电控缸内直喷技术。
根据应用对象的不同,缸内直喷发动机有缸内直喷汽油发动机和缸内直喷柴油发动机两种,两者工作原理基本相同,但在燃烧方式和轨压运行需求方面有所不同。轨压控制的目的是通过高压油泵将高压油轨内燃油压力控制在目标轨压值的误差范围内,保证燃油以期望稳定的喷油压力直接喷入气缸内。采用的控制方法有PID控制、前馈控制加反馈控制、自抗扰控制、三步法控制等,工程中以前馈控制结合PID控制为主。