柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)噴油量的控制方法研究.pdf

1、隨著常規(guī)能源爭(zhēng)奪戰(zhàn)的愈演愈烈和環(huán)境問(wèn)題的日益突顯,世界人民都在為節(jié)能減排出謀獻(xiàn)策。作為溫室氣體排放大戶的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)也在穩(wěn)步向前,朝著低污染、低油耗和高比功率輸出的方向發(fā)展。二十世紀(jì)內(nèi)燃機(jī)關(guān)鍵技術(shù)之一的高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱共軌系統(tǒng)),以其顯著的優(yōu)越性成為了研究的焦點(diǎn)和熱點(diǎn),它的主要特點(diǎn)是能夠靈活控制噴射正時(shí)、噴油壓力、噴油量和噴油率;能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)循環(huán)中的多次噴射;并且可以提供穩(wěn)定高壓的噴射燃油,提高燃油的霧化和燃燒效果。內(nèi)燃機(jī)高

2、壓共軌系統(tǒng)能夠接近實(shí)現(xiàn)理想的噴油規(guī)律,比常規(guī)噴油系統(tǒng)油耗低、排放少并增強(qiáng)了內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性。
　　本論文首先通過(guò)對(duì)某船用柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析,用MATLAB Simulink建立柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)仿真數(shù)學(xué)模型。為了提高仿真模型的計(jì)算精度,對(duì)復(fù)雜的高壓共軌系統(tǒng)做了如下的簡(jiǎn)化:輸油泵穩(wěn)定供油,不考慮高壓油泵到油箱的回油管各部件,對(duì)高壓油泵至共軌管及共軌管至各噴油器盛油槽的高壓油管做模型簡(jiǎn)化。建模時(shí)考慮了噴油泵、共軌管、

3、噴油器的邊界問(wèn)題,各個(gè)模塊分別列燃油連續(xù)方程,應(yīng)用牛頓第二定律分析受力,得到受力方程和運(yùn)動(dòng)方程。然后設(shè)定相關(guān)參數(shù),如柴油機(jī)轉(zhuǎn)速,噴油脈寬、油泵參數(shù)、共軌壓力等參數(shù),進(jìn)行仿真。分析仿真結(jié)果得出影響高壓共軌系統(tǒng)噴油量和軌壓穩(wěn)定性的主要物理參數(shù)分別為噴油器的的結(jié)構(gòu)和共軌管的壓力容積,同時(shí)必須確保該柴油機(jī)模型的精確度,為下一步噴油量的控制打下基礎(chǔ)。
　　根據(jù)柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的仿真結(jié)果,對(duì)整個(gè)高壓共軌系統(tǒng)的控制方法進(jìn)行分析研究提出

4、啟動(dòng)前后不同的控制策略,在MATLAB/Simulink模型中增加噴油量和軌壓補(bǔ)償模塊,并編寫(xiě)PID和模糊PID的控制模型,之后再對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行仿真,說(shuō)明模糊PID控制比傳統(tǒng)PID控制噴油量誤差減小,但是誤差不在允許的范圍內(nèi)。因此采用了遺傳算法對(duì)模糊PID的控制參數(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化,對(duì)優(yōu)化后的模型進(jìn)行Matlab仿真,得到了良好的控制效果。
　　用Matlab中RTW模塊將控制模型轉(zhuǎn)換成C代碼并導(dǎo)入ECU中進(jìn)行硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn),在油泵