本文選題：柴油機(jī) + 高壓共軌�。� 參考：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)是目前車(chē)用柴油機(jī)節(jié)能減排的關(guān)鍵技術(shù)之一,因其采用壓力-時(shí)間的電控方式,具有柔性控制特點(diǎn)。其中,共軌壓力的控制精度直接影響噴油量控制、燃油霧化和噴射壓力的波動(dòng)。高壓油泵是燃油噴射系統(tǒng)的心臟,高壓油泵的控制策略直接影響軌壓的穩(wěn)定性,進(jìn)而直接影響噴油規(guī)律和發(fā)動(dòng)機(jī)各工況下的經(jīng)濟(jì)性能和排放性能,由于高壓共軌柴油機(jī)不同工況下對(duì)軌壓的要求不同,因此研究不同工況下高壓油泵的控制原理并指定相應(yīng)的控制策略,對(duì)快速精準(zhǔn)的建立共軌壓力具有重要意義。本文在前人對(duì)高壓油泵研究的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)的分析和優(yōu)化各種工況下GW2.8TC柴油機(jī)高壓油泵的控制策略,通過(guò)模擬仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證的方式得到滿足控制要求的高壓油泵控制方式。主要工作如下:第一,利用一維流體仿真軟件AMEsim分別建立燃油噴射系統(tǒng)各關(guān)鍵部件的詳細(xì)模型,重點(diǎn)對(duì)高壓油泵模型中燃油計(jì)量閥的占空比-電流特性、電流-流量特性和噴油器模型的噴油特性進(jìn)行分析和驗(yàn)證。第二,設(shè)計(jì)高壓共軌柴油機(jī)高壓油泵燃油計(jì)量閥閉環(huán)系統(tǒng),針對(duì)起動(dòng)、怠速、穩(wěn)態(tài)和急加減速工況設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制方案與流程。在計(jì)算分析高壓泵柱塞泄露量、噴油器回油量等參數(shù)的基礎(chǔ)上,利用Simulink下的各種仿真模塊對(duì)高壓油泵控制策略進(jìn)行了模型搭建,包括控制方法切換的有限狀態(tài)機(jī),開(kāi)閉環(huán)控制模塊,前饋模塊,PID控制模塊和各種目標(biāo)值和信號(hào)的計(jì)算模塊。通過(guò)AMEsim和Simulink的聯(lián)合仿真得到發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速下燃油供給系統(tǒng)的軌壓數(shù)據(jù),仿真結(jié)果是穩(wěn)態(tài)時(shí)軌壓偏差控制在5MPa范圍內(nèi)。第三,分別針對(duì)柴油機(jī)起動(dòng)、怠速、常規(guī)和急加減速工況高壓油泵控制要求、難點(diǎn)以及控制策略做了詳細(xì)的研究,并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。起動(dòng)過(guò)程高壓油泵的控制是重中之重,包含開(kāi)環(huán)和閉環(huán)的控制,本文將起動(dòng)過(guò)程分為拖轉(zhuǎn)期和起動(dòng)期兩個(gè)部分進(jìn)行控制。在拖轉(zhuǎn)期,研究了啟噴壓力和啟噴轉(zhuǎn)速對(duì)軌壓建立的影響,確定了高壓油泵燃油計(jì)量閥合理的打開(kāi)時(shí)刻和開(kāi)度大小;在起動(dòng)期,研究了燃油計(jì)量閥的開(kāi)環(huán)流量、開(kāi)閉環(huán)控制方法以及目標(biāo)軌壓的設(shè)定方法對(duì)軌壓建立的影響;針對(duì)怠速工況,通過(guò)穩(wěn)定怠速目標(biāo)軌壓,優(yōu)化起動(dòng)軌壓建立和采用PID的微分過(guò)濾等方法,使得軌壓在怠速階段超調(diào)小,波動(dòng)小,滿足軌壓在怠速階段穩(wěn)定性和精確性的要求;在常規(guī)工況,本章用試驗(yàn)驗(yàn)證的方式得到軌壓在不同工況點(diǎn)均滿足穩(wěn)定性要求;在過(guò)渡工況,本文在急加減速工況對(duì)高壓油泵采用開(kāi)環(huán)和閉環(huán)混合控制方法,使高壓油泵先急后緩執(zhí)行,試驗(yàn)表明在急加減速工況下軌壓和目標(biāo)軌壓都保持了良好的穩(wěn)定性和響應(yīng)性,發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)過(guò)渡到常規(guī)工況。結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的控制方法在各工況和工況切換中效果良好:起動(dòng)工況,軌壓可在啟噴之前(0.8s)達(dá)到啟噴軌壓40MPa并維持穩(wěn)定;在起動(dòng)期軌壓可在0.5s內(nèi)由40MPa上升到怠速目標(biāo)軌壓60MPa,且超調(diào)不超過(guò)6MPa;怠速工況;軌壓可以在怠速之前提前穩(wěn)定在怠速目標(biāo)軌壓且超調(diào)不超過(guò)3MPa;在常規(guī)工況,軌壓的振幅幅度不超過(guò)3MPs;急加速時(shí),軌壓在3s內(nèi)上升30Mpa,急減速時(shí),軌壓在2.3s內(nèi)下降30MPa,超調(diào)量不超過(guò)3.8MPa,能夠?qū)崿F(xiàn)先急后緩的變化。本文通過(guò)方法研究和試驗(yàn)驗(yàn)證的方式充分證明了該控制策略的可行性,并優(yōu)化了各工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
[Abstract]:In this paper , the control strategy of high - pressure oil pump in high - pressure fuel injection system is analyzed and verified by simulation and test . In this paper , the stability and accuracy of rail pressure in idle phase are met ; under normal working conditions , the stability and stability of rail pressure are met in different working conditions by means of test verification . Under normal working conditions , the rail pressure can be increased to 60MPa at idle target by 40MPa , and the overshoot does not exceed 3MPa . During the critical acceleration , the rail pressure can be stabilized at idle target rail pressure of 60MPa , and the overshoot does not exceed 3 . 8MPa .
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TK423

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本文編號(hào)：2010114