基于泵控制阀的轨压控制仿真研究

为研究柴油机高压共轨燃油喷射系统共轨压力(轨压)波动,在系统的物理和数学模型的基础上,讨论并制定了吸油行程控制方式以及模糊-PID控制策略,设计了适应于吸油行程控制方式的泵控制阀结构;采用面向对象的可视化仿真软件,从物理模型出发建立了高压共轨燃油喷射系统仿真模型;并根据控制方式,用Matlab/Simulink软件建立起相应的模糊-PID控制模块;最后运用燃油系统仿真软件与Matlab/Simulink的接口,建立6缸柴油机轨压实时控制系统.输入仿真参数、运行模型,模拟了共轨管内的燃油压力.结果表明:所制定的吸油行程控制方式以及模糊-PID 控制策略能使轨压在各种转速及设定压力下稳定在设定值3%的范围之内.     

一种柴油机高压共轨系统的实时仿真模型

柴油机高压共轨系统是一个兼有离散事件和连续过程的混合系统.针对这一特点,采用模块化设计方法建立了共轨系统实时仿真模型.该模型将喷油器的燃油喷射事件看作轨压的一种扰动,调节轨压控制阀的高压燃油回流量作为对扰动的补偿,因此能客观地反映共轨管内的压力波动特性.仿真分析及油泵台架试验结果表明:该模型具有较高的计算精度和效率,适合ECU硬件在环测试中轨压控制策略的确定和可控燃油喷射参数的初步标定.     

高压共轨柴油机轨压双闭环控制策略研究

为了改善共轨压力控制的精度和稳定,通过Matlab/Simulink完成高压共轨压力控制策略的建模和优化。针对执行器扰动带来的精度下降问题,设计了基于轨压和燃油计量阀驱动电流信号的两级闭环控制算法;针对闭环系统的时滞性,融合了前馈控制与反馈控制,提高了轨压控制精度与瞬态响应。最后在油泵台架与发动机台架上验证了该控制策略。试验结果表明,该策略的轨压稳态偏差在±0.5MPa以内,瞬态偏差在±(2~5)MPa以内,满足车用柴油机的轨压控制需求。     

直喷式汽油机共轨压力的无标定建模控制

为了对直喷式汽油机共轨压力实施全里程生命周期和复杂工况下的精确控制,提出了一种基于共轨系统建模的无标定控制计算法。根据共轨系统的结构参数和流量特性,建立了喷油器、高压油泵和共轨管的数学模型,并对相关参数进行了拟合和验证。为了提高离线拟合参数的鲁棒性,对模型中的未知参数设计了自学习方案,以进行实时修正和优化。通过采用精确前馈模型和自抗扰控制器,实现了共轨系统无标定控制,并提高了系统的自抗扰能力。在Simulink仿真平台进行的试验验证显示,与传统控制方法相比,本建模计算法可以将反馈输出比降低到40%以下,并使瞬时响应时间及其上冲量降低45%以上,从而免除了前馈反馈参数复杂的标定过程,并具有良好的鲁棒性和全生命周期适应能力,该方法可用于共轨系统的嵌入式控制。     

高压共轨燃油系统轨压控制策略研究

建立了高压共轨燃油系统的物理模型,理论分析得出高压共轨燃油系统内轨压的主要影响因素是发动机转速、喷油量及当前油轨压力。以这3个因素为自变要素,采用查表的方法建立了前馈控制逻辑;以泵油量作为PID反馈修正自变量,改进了PID反馈控制,形成柴油机高压共轨轨压控制的策略,并进行了试验验证。研究结果表明:采用改进的闭环控制方法,降低了稳态轨压的波动,在油泵转速950 r/min,最大循环喷油量230 mg的工况下,目标轨压为160 MPa时,轨压波动由±3 MPa左右减小到±0.3 MPa左右;动态控制时超调量减小了约5 MPa,稳定时间也缩短约0.05 s。     

基于模型的直喷汽油机轨压无标定控制

为了对直喷式汽油机共轨压力实施全里程生命周期和复杂工况下的精确控制，提出了一种基于共轨系统建模的无标定控制计算法。根据共轨系统的结构参数和流量特性，建立了喷油器、高压油泵和共轨管的数学模型，并对相关参数进行了拟合和验证。为了提高离线拟合参数的鲁棒性，对模型中的未知参数设计了自学习方案，以进行实时修正和优化。通过采用精确前馈模型和自抗扰控制器，实现了共轨系统无标定控制，并提高了系统的自抗扰能力。在Simulink仿真平台进行的试验验证显示，与传统控制方法相比，本建模计算法可以将反馈输出比降低到40%以下，并使瞬时响应时间及其上冲量降低45%以上，从而免除了前馈反馈参数复杂的标定过程，并具有良好的鲁棒性和全生命周期适应能力，该方法可用于共轨系统的嵌入式控制。     

基于BP神经网络的GD-1高压共轨系统的建模研究

基于GD-1高压共轨燃油喷射系统,运用BP神经网络理论对GD-1系统高压油泵及共轨管进行建模,在Matlab平台上利用实际测得的数据对所建的神经模型进行训练,利用Simulink工具将训练好的高压油泵及共轨管模型与GD-1控制策略连接在一起进行闭环仿真,仿真结果表明设计的神经网络能很好地模拟共轨管内实际油压变化.     

基于VxD-PC技术的高压共轨控制系统开发

采用工控PC机和开发的驱动电路实现了基于PC机的高压共轨控制系统硬件;控制软件采用VxD技术在Window系统下使用高级语言编程实现。该系统可以进行共轨系统的实时控制,软件操作人性化,响应迅速;油泵试验台试验证明：该控制系统通过PID控制算法可以有效地控制油轨压力,并且有足够的供油能力,可以满足试验柴油机的油量需要。     

基于单片机的共轨压力控制系统软硬件设计

为了研究并控制高压共轨柴油机燃油喷射系统共轨管内燃油压力波动,在系统仿真研究的基础上,设计了泵控制阀的高低压驱动电路、磁电式传感器的信号调理电路以及单片机系统,并在Keil-C环境下编写了单片机控制程序,搭建试验台架进行了基于单片机的轨压控制试验.试验结果表明:所设计的泵控制阀的驱动电路具有良好的控制性能和实用性能,实现了对轨压的实时、精确控制.     

高压共轨系统中的燃油温度变化及其影响

为说明高压流动燃油温度对喷油量的影响,进行了高压共轨系统中燃油温度变化及其影响研究,建立了燃油不同的发热和热交换数学模型,构建了高压泵、共轨管和喷油器的燃油温度模型,运用液压流体仿真软件AMESim构建高压共轨系统燃油热仿真计算模型;结合试验数据,验证了高压共轨系统燃油热模型的有效性,分析了不同燃油初始温度下不同部件出口燃油温度的变化。在高压泵转速分别为400r/min和1 600r/min时,高压油泵出口温度增加幅度分别约为4.5℃和23.3℃;在共轨管压力从55MPa增大到140MPa时,共轨管出口的燃油温度仅在35℃~55℃之间变化;在共轨压力为140MPa时,喷孔出口温度变化范围在90℃~110℃之间。燃油温度20℃、40℃时的压力变化较小,燃油温度0℃、60℃时的压力变化较大;在低共轨压力时燃油温度引起的喷油量变化大,高共轨压力时燃油温度引起的喷油量变化小。     

船用共轨柴油机燃油喷射系统控制策略研究

根据船用柴油机在控制目标、控制范围、控制方法与运行环境等方面的特点,以满足船用柴油机动力性、经济性和排放性能为目标,提出了船用共轨柴油机燃油喷射系统中轨压、喷油量、喷油正时及喷油率的具体控制策略,为船用共轨柴油机电控系统的设计提供参考。     

船用柴油机高压喷嘴空穴流动的瞬态数值分析

利用CFD软件对某型船用柴油机高压喷嘴内部的瞬态流动进行了数值研究,计算得到了不同喷孔参数和不同共轨压力下喷嘴内部的液相速度、压力、湍动能以及气相体积分数（空穴）的分布情况。结果表明,在相同轨压下小孔径喷孔可以加强液柱表面的初始扰动水平,增强液柱的初次破碎能力,有利于燃油雾化;高的共轨压力加大了气液两相间的相对速度,有助液柱的初次破碎。     

Gd-1高压共轨式柴油机共轨油压控制的试验研究

基于Gd-1高压共轨电控燃油喷射系统,设计了柴油机各种工况下共轨油压的控制策略。试验结果表明,此控制策略能够满足柴油机各工况的需要,改善了柴油机的整机性能。     

积分分离PID算法在共轨压力控制中的应用研究

基于新型高压共轨柴油机对瞬态轨压控制性能提出更高要求,而传统PID控制算法存在标定困难、超调量大、响应及稳定时间长的问题,提出了一种积分分离PID控制算法。试验验证表明:该算法有效改善了传统PID在起动、结束或轨压大幅度变化时响应时间长、系统超调量大、标定困难的问题,提高了系统的安全性。目前该算法已应用于某国产柴油机产品样机的ECU中。     

GD-1高压共轨式电控柴油机燃油喷射压力控制策略的研究

基于GD-1高压共轨电控燃油喷射系统，设计了燃油喷射压力的控制策略，根据柴油机的运行参数计算目标喷射压力并选择相应的控制模式。实机试验表明，应用此控制策略可有效控制柴油机的燃油喷射压力，燃油喷射压力的控制精度与响应满足柴油机实际运行的需要。     

共轨燃油喷射系统用于降低船用柴油机NOx排放的研究

介绍了某船用低速柴油机装备共轨燃油喷射系统后控制NOx排放的方案及调试方法,对该柴油机进行了排放水平测试,结果表明,利用电控技术并进行优化匹配的船用柴油机可大幅度降低NOx排放,满足国际海事组织(IMO)NOx排放限值的要求。     

两级阀控制的高压共轨喷油系统的计算模拟分析

为了适应未来的排放法规和改善发动机的性能，采用高压共轨式电控喷油系统是提高柴油机整体性能、降低排放污染的有效手段之一。本文将通用的流体分析软件FLOW—MASTER应用到两级阀控制的高压共轨电控喷油系统上，初步探索了各部件结构参数对燃油喷射特性的影响。