高壓共軌柴油機(jī)軌壓控制策略研究.pdf

1、高壓共軌柴油機(jī)燃油噴射壓力直接影響噴油精度、燃油霧化和燃燒過程，進(jìn)而影響柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能。高壓泵的脈動(dòng)式供油原理、噴油器的間歇式噴油特性和壓力控制閥的頻繁動(dòng)作造成共軌管內(nèi)壓力波動(dòng)，引起噴油量的偏差，尤其是柴油機(jī)變工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和噴油量的變化導(dǎo)致軌壓劇烈變化，從而帶來軌壓精確控制的復(fù)雜性和難度。
　　為了確保軌壓的穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)能力能夠滿足發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況對(duì)噴油壓力的要求，軌壓控制的效果在很大程度上依賴于電控單元(E

2、CU)應(yīng)用層的控制軟件，因此，控制策略和控制算法的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。課題研究高壓共軌系統(tǒng)柴油機(jī)的軌壓控制策略，并構(gòu)建面向控制的被控對(duì)象模型，利用Simulink軟件建立與軌壓控制相關(guān)的模型，通過仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證控制策略，主要內(nèi)容如下:
　　(1)面向控制的共軌系統(tǒng)建模。根據(jù)高壓共軌系統(tǒng)中軌壓產(chǎn)生與傳遞的物理過程并考慮影響軌壓的內(nèi)部和外部因素，建立了從高壓泵到共軌管的共軌系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化并進(jìn)行仿真分析，轉(zhuǎn)化成面向控

3、制的軌壓模型，用于后續(xù)軌壓控制策略軟件在環(huán)仿真。
　　(2)軌壓控制總體模型框架的構(gòu)建。根據(jù)軌壓控制策略的功能需求分析、需求定義和需求分解，確定控制目標(biāo)，按照模塊化原則構(gòu)建控制策略總體結(jié)構(gòu)，采用前饋與反饋相結(jié)合的形式，構(gòu)建基于燃油計(jì)量單元(MeUn)、基于壓力控制閥(PCV)和兩者耦合的軌壓控制策略。
　　(3)軌壓控制策略子模塊。通過劃分模型的輸入變量、中間變量與輸出變量，確定模型中各子模塊的函數(shù)關(guān)系。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)選

4、擇目標(biāo)軌壓的控制方式，設(shè)計(jì)了高壓調(diào)節(jié)的狀態(tài)機(jī)及轉(zhuǎn)換條件、目標(biāo)軌壓的計(jì)算與修正、MeUn的軌壓調(diào)節(jié)預(yù)控值、PCV軌壓調(diào)節(jié)預(yù)控值，計(jì)算MeUn調(diào)節(jié)偏差和PCV調(diào)節(jié)偏差，最后再計(jì)算MeUn體積設(shè)定值和PCV壓力設(shè)定值，得到了軌壓控制策略。
　　(4)控制策略軟件在環(huán)仿真。通過先保持或改變MeUn和PCV占空比的不同方式，再對(duì)MeUn和PCV進(jìn)行PID調(diào)節(jié)的兩種方法來驗(yàn)證面向控制的軌壓模型，結(jié)果表明軌壓模型對(duì)軌壓調(diào)節(jié)響應(yīng)速度約0.5s，穩(wěn)