高压共轨柴油机轨压复合控制策略的研究

通过对高压共轨柴油机轨压控制的需求分析,设计了一种串级控制和开环控制自动切换的复合控制策略,串级控制的主控制器采用可变PID的控制方式,具备了柔性控制的特征。利用ETAS公司的ASCET软件平台开发实现了轨压控制策略,借助该公司的ES1000硬件、INTECRIO软件,在以飞思卡尔的MC33886为高压泵电磁阀主驱动芯片的自制驱动电路基础上进行了台架试验。研究结果表明:该轨压控制策略能够满足控制需求,轨压响应快速、准确,解决了轨压控制随发动机工况的变化而改变的柔性问题。     

一种新型共轨用高压油泵性能特性试验研究

高压共轨燃油喷射系统是当今最先进的燃油喷射系统 ,高压油泵是系统中的关键零部件。本文简要介绍了两种典型的共轨用高压油泵———BoschCR (CommonRail)系统的高压泵和电装公司ECD -U2系统高压泵 ,并列举出各自的工作原理。但重点介绍了一种新型共轨用高压泵的性能特性试验研究结果 ,并总结出该类型高压泵的一些特性     

轻型柴油机共轨系统高压泵CB18的开发

为满足轻型柴油机经济型共轨系统的需求,开发了CB18共轨高压泵。多项创新设计使CB18的性能和成本满足设计要求。机油润滑的直列泵比柴油润滑的径向泵更适合中国的实际应用条件。上下叠加的双球阀实现了理想的性价比。平缓上升+先缓后急下降+基圆停留的凸轮型线适应了共轨泵的运转特点。滚轮摩擦副发热烧伤是共轨泵特有的失效机理,通过类金刚石涂层工艺得到解决。CB18共轨高压泵在许多发动机上得到应用,成为国内第1个大批量走向市场的本土开发的共轨部件。     

用于高速直喷柴油机的共轨喷油系统

卢卡斯已为现代高速直喷式柴油机开发了共轨燃油喷射系统。此系统由新型高压泵、共轨管及直径为１７ｍｍ、带有高速控制的喷油器组成。喷射压力根据发动机的整个运行工况在１５０～１６００ｂａｒ内自由控制。本文阐述了系统的组成。诉设计能在每一发动机循环中实现多次喷射到燃烧室,且小油量也能良好控制。与凸轮驱动的柴油喷系统相比较,共轨系统需要附加的控制和管理功能,例如,在整个发动机周期内,检测由于高压引起的针阀座面     

用于高速直喷柴油机的共轨喷油系统

卢卡斯已为现代高速直喷式柴油机开发了共轨燃油喷射系统。此系统由新型高压泵、共轨管及直径为17mm、带有高速控制的喷油器组成。喷射压力根据发动机的整个运行工况在150～1600bar内自由控制。本文阐述了系统的组成。系统的设计能在每一发动机循环中实现多次喷射到燃烧室,且小油量也能良好控制。与凸轮驱动的柴油喷射系统相比较,共轨系统需要附加的控制和管理功能,例如,在整个发动机周期内,检测由于高压引起的针阀座面处的微小泄漏。控制体系已实现系统的功能是通过采取适当的软件功能使最优化设计得以维持。     

提高柴油机高压共轨系统高压泵泵油能力的研究

以成熟的柴油机高压共轨系统ECD-U2为模型,利用Hydsim软件进行模拟计算,分析并预测了共轨系统高压泵中柱塞直径、泵腔余隙容积、柱塞最大升程以及凸轮型线等主要结构参数对泵油能力及泄漏量的影响,为进一步提高共轨系统供油压力提出可行的方案。     

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。     

高压共轨系统综合测试平台设计及试验研究

基于NI公司软硬件产品开发了一整套高压共轨测试平台,并运用其完成对自主研发的高压共轨系统的高速电磁阀响应特性、电控喷油器液力响应及喷油规律可控性、高压共轨喷射系统雾化特性、共轨腔压力波动率控制、共轨高压泵密封性及泵油能力、电磁阀喷油器喷油特性及ECU性能等测试与信号处理分析.试验结果表明,测试平台系统设计合理,可以方便地通过图形化LabVIEW软件编程,实现不同的测试方案,提高测试质量和测试效率,适用于不同类型的共轨系统测试.     

高压共轨柴油机共轨压力阶跃响应控制策略研究

基于自主研发的高压共轨柴油机电控系统和轨压控制模型,研究发动机在动态工况下目标共轨压力阶跃响应时的设定值控制策略。引入轨压变化率和变化梯度来跟踪控制MAP查询得到的目标轨压的变化及变化趋势,在目标压力值有阶跃响应时,不直接应用MAP查询得到的值作为目标控制值,而是采用步长逐步增大,多步逐渐逼近MAP查询得到的目标轨压值的控制方式,并在发动机台架上进行了测试验证。测试结果表明:该方法可有效滤除因抖动或外界扰动引起的目标值突变,减少轨压控制超调量,并加快达到稳定目标轨压,改善发动机动态工况下的轨压控制响应性和稳定性。     

高压共轨柴油机油轨压力控制研究综述

基于喷射压力对燃烧、排放、噪音的影响,说明油轨压力精准控制的重要性。通过分析不同的轨压调节方式,指出其优缺点。针对不同的闭环反馈参数,对比不同控制回路反馈参数对轨压控制精度的影响。从控制算法出发,讨论了不同算法对轨压控制的精度和响应速度。基于共轨系统模型分析,介绍了不同的共轨系统建模思想和相应的模型运用对象。根据轨压采样原理,阐述了不同滤波方法对轨压偏差的影响。最后对柴油机油轨压力控制的研究进行了总结与展望。     

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.     

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。     

基于模型的船用柴油机双泵协同共轨压力控制方法研究

为降低具备双高压油泵的船用柴油机的共轨压力波动水平,提出了一种基于模型的双泵协同共轨压力控制方法.针对高压共轨系统的结构特点,建立了喷油量、供油量与共轨压力变化的简化模型;设计了以最小压力偏差为目标的双泵协同策略,确定工作油泵数量;设计了基于模型的主动抗扰控制算法,采用基于模型的前馈控制,反映燃油系统部件状态,采用主动...     

基于扭矩控制的电控单体泵柴油机仿真模型的研究

以电控单体泵控制系统的开发为研究背景,建立了基于扭矩控制的电控单体泵柴油机仿真模型,以利于电控单体泵控制策略算法的开发与仿真研究.通过对基于扭矩控制的发动机模型的仿真,结果表明：扭矩控制算法是一个开放式的适用于整车控制的油量控制算法,所构建的扭矩控制模型能够满足实际电控单体泵控制策略算法的开发与仿真需要.     

共轨燃油系统高压油泵设计研究

本文针对共轨燃油系统高压油泵若干关键问题进行研究,采用高次方函数凸轮模型进行了三作用凸轮的型线设计,应用有限元分析方法和液-固耦合模型,就柱塞偶件不同结构设计方案对其径向间隙和燃油泄漏量的影响进行了对比分析。计算结果表明,首次提出的柔性可变截面柱塞方案可有效减少柱塞偶件的径向间隙和燃油泄漏量,为实现共轨燃油系统高压油泵的性能优化提供了新的技术途径。     

电控柴油机高压共轨系统的开发及性能匹配研究

介绍了电控D6114B型柴油机开发过程中所研制的电控高压共轨喷油系统零部件的结构、工作原理及制造过程中的难点及解决途径,进行了电控喷油系统的台架一致性试验,完成了柴油机控制策略和性能匹配研究。试验结果表明:柴油机更换电控喷油系统后,经济性、PM和气体排放物均比原机有较大的改善。     

共轨直列供油泵电磁阀关闭时刻检测电路设计

在对供油泵电磁阀的驱动电路进行研究的基础上,设计了一种硬件电路,以电磁阀驱动电流的采样信号为输入,通过微分、放大、比较等电路处理,最终输出实际的电磁阀关闭时刻信号,以此作为供油始点输出给单片机,对供油提前角进行闭环控制,实验表明,该电路能够提高供油量的控制精度,且该电路的输出信号还可作为电磁阀的故障诊断依据.     

电控单体泵柴油机怠速控制策略的开发

基于电控单体泵燃油喷射系统,根据车辆和柴油机的运行特性设计了怠速控制算法来改善怠速性能.对目标怠速的计算和怠速油量的闭环控制进行了详细分析和研究,基于V型平台,利用MATLAB/Simulink软件平台编写了怠速控制的策略框图,通过Targetlink自动代码生成工具将Simulink模型生成C代码,并集成到已有的GD-1柴油机电控单元ECU中,在YC6J车上对该控制算法进行了整车试验验证.结果表明:该控制策略的应用可在不增加任何硬件的基础上提高柴油机的怠速带载能力,改善怠速过渡性和稳定性.     

二甲醚发动机电控低压燃料喷射系统的设计

针对二甲醚燃料低粘性、高蒸汽压以及容易与空气形成混合气的特性，开发了电控低压燃油喷射系统，进行了系统的总体设计、电子控制单元(ECU)的软硬件开发和在油泵台架上的试验。电控系统软件采用实时模块化编程，具有编程灵活，移植性和扩展性好的特点。试验结果表明，在新开发系统的驱动下，喷油器启合及时，喷射有力，雾化效果好；所开发的软件能实现信号采集、发动机各丁况控制，满足了发动机正常运行、反馈控制及信号采集的实时性要求。