直喷汽油机燃油共轨系统轨压主动抗扰控制

直喷汽油机共轨管内压力的稳定控制对发动机经济性、动力性及排放性有着重要意义.发动机运行工况复杂,转速变化和喷油量变化剧烈是影响轨压稳定性的主要问题.为研究此问题,建立了共轨系统物理模型,并利用台架实验数据验证了模型的准确性,从机理上分析了系统的动态特性.在物理模型分析的基础上,应用主动抗扰控制原理,设计了包含扩张轨压观测器和前馈控制的轨压控制器,并获得了基础控制参数,主动抵抗转速及喷油量变化带来的扰动,控制轨内压力稳定.在台架和仿真测试中,针对共轨系统中转速和喷油带来的扰动,测试该方法的控制效果.结果表明,控制系统在稳定工况及变工况中,可主动抵抗转速和喷油量变化及控制目标阶跃带来的扰动,控制轨内压力稳定在0.35,MPa内,表明此控制方法具有较好的快速响应性与鲁棒性.     

基于流量特性的共轨系统前馈式压力控制策略研究

研究高压共轨柴油机关键部件对共轨压力的影响和极端工况下共轨压力的控制.分析高压共轨系统的油泵流量特性、燃油泄漏量和电磁阀特性等对共轨压力的影响,采用前馈式控制策略通过调节出油阀流量实现轨压的控制.实验结果表明,该方法对于不同类型的电磁阀具有很好的适应性,针对喷油量变化很大的工况能提前做出反应,实现快速、稳定和准确地控制压力.     

浅论柴油机共轨系统中轨压的有效控制

本文结合柴油机共轨系统的组成及控制原理,探讨了系统轨压的控制策略,实现柴油机在工作过程排放低、效益大的效果。     

高压共轨系统高压泵试验台轨压控制方法

针对高压泵性能检测系统对轨压控制精度要求比实际车用系统高得多的情况,分析了共轨高压泵性能检测的要求,采用压力控制阀代替喷油器,避免了喷油器喷油产生的轨压波动和流量脉动对测试精度的影响.建立了试验台轨压控制模型,研究了轨压控制策略,以可驱动压力控制阀的试验控制器代替电控单元(ECU).根据系统的特点设计了以TMS320LF2407 数字信号处理器(DSP)为核心,采用模糊自整定PID控制算法的数字控制器.经试验验证,流量控制阀的电流控制误差小于0.2%,试验台轨压控制误差小于0.4%,满足了高压泵性能检测的要求.     

共轨压力对柴油机噪声及声品质的影响

以某493型柴油机为例研究共轨压力的提高对发动机噪声及声品质的影响机理。对发动机转速1 600 r/min和2 600 r/min全负荷工况下不同共轨压力的发动机噪声和缸内压力进行试验测量,对比不同轨压下的发动机噪声和声品质客观评价指标,并通过燃烧噪声的分析对其影响机理进行研究。最后,从发动机结构衰减和燃烧噪声方面对降噪提出方案。研究结果表明:提高轨压后,发动机整机噪声增大,高频范围更加明显;噪声响度、粗糙度和尖锐度升高;主要原因是轨压的提升使滞燃期内产生更多的可燃混合气,使得缸内压力、高频振荡幅值、压力升高率和放热率增大,燃烧更剧烈,导致燃烧噪声变大,主要体现在高频范围。     

基于模型的车用柴油机轨压控制器设计及试验验证

针对现代车用柴油机高压共轨燃油系统在全工况范围内连续瞬态过程的轨压控制问题,提出了一种基于模型的轨压控制器.通过对高压共轨燃油系统轨压变化基本原理的分析,设计了一种基于模型的轨压前馈控制算法,并基于发动机转速和轨压偏差设计了轨压分段PID反馈控制算法.利用ETAS公司ASCET软件实现了该轨压控制器,在与自主高压共轨柴油机ECU进行集成后,开展了发动机台架和整车道路试验.试验结果表明:该轨压控制器在稳态过程可将轨压控制在±1.5,MPa波动范围之内,在连续瞬态过程可将轨压控制在±3.5,MPa波动范围之内,具备快速响应性、动态跟踪、高稳定性和高可靠性功能,满足全工况范围内轨压控制要求,为工程实际用轨压控制器设计奠定了基础.     

高性能共轨柴油机电控单元的开发研究

采用高性能的MPC555微控制器,运用模块化设计方法,设计了共轨柴油机电控单元(ECU)的硬件和底层软件.其中硬件模块包括:微处理器(MCU)、电源、输入输出等模块;软件模块包括:初始化、采样处理和输出处理等模块.用该系统在油泵试验台上做了压力控制、油量匹配试验,并在发动机台架上进行了柴油机喷油提前角和燃油压力MAP的匹配研究.试验结果表明,该系统取得了令人满意的控制效果.     

二甲醚发动机低压共轨系统轨压特性研究

以二甲醚发动机燃油系统为研究对象,建立发动机低压共轨系统的仿真模型,分析影响共轨管压力建立时间和压力波动的主要因素,并探讨了共轨管内的燃油压力特性。结果表明,共轨管的容积、内径、长度、长径比、油泵供油压力对共轨压力特性的影响较大,合理地选择共轨管尺寸和供油压力,既能维持共轨压力的稳定,也能保持较短的压力响应时间。     

高压共轨电控系统嵌入式实时软件系统

结合高压共轨柴油机电控系统硬件资源(MC68376),开发了基于高压共轨电控系统应用的嵌入式实时操作系统———OS,通过对OS的应用,建立了一套新的控制系统分层结构;针对OS进行性能测试,并对整个控制系统进行了发动机试验研究.结果表明,OS是一个高效的实时内核,能够满足整个控制系统的实时性要求,通过OS的应用,保证了发动机主要控制参数的刷新周期与发动机转速同步,使系统具有较好的实时性和可确定性.     

船用电控柴油机伺服油共轨系统的仿真研究

以7RT-flex 60C柴油机为研究对象,以流体力学中连续性方程和运动方程为理论依据,针对系统中伺服油泵、收集器、伺服油共轨管和排气控制模块等建立分块数学模型,分析伺服油共轨系统的特点.利用MATLAB/Simulink对所建模型进行数值计算求解,实现针对收集器与伺服油共轨管轨压、伺服油泵柱塞行程、柱塞腔压力与流量等动态仿真及参数分析.仿真曲线及数据与实际系统基本特性的比较验证了所建模型的正确性.     

高压共轨柴油机燃烧室匹配设计

在柴油机引入高压共轨喷油系统后,进行了柴油机燃烧室参数设计匹配研究.提出了高压共轨喷油系统对燃烧室的结构要求.分析了高压喷射用燃烧室的结构设计因素,给出贯穿距离、压缩比、口径比以及径深比合理取值范围,提出了燃烧室匹配设计流程,设计493柴油机的不同结构缩口燃烧室.进行了不同方案燃烧室的匹配实验,实验数据表明,6喷孔及缩口大口径浅坑燃烧室是该柴油机燃烧系统较合理的方案.     

4JB1柴油机高压喷射系统选型及管路匹配

采用FSEM(fuel system evaluation method)的方法进行柴油机高压喷射系统选型,针对4JB1柴油机选择BOSCH公司的第2代共轨系统.利用AMESim建立高压共轨柴油机供油系统模型,包括高压供油泵子模型、压力调节阀子模型、喷油器子模型和连接它们的高压油管子模型.仿真研究共轨管容积、高压油管长度和内径等参数对共轨管中的压力建立和压力波动的影响,并针对4JB1共轨柴油机进行共轨系统管路参数选择和试验验证,结果表明匹配的管路系统满足共轨柴油机轨压快响应和小波动的要求.     

高增压中速柴油机性能预测

采用对柴油机工作过程进行模拟计算的方法,以潍坊柴油机厂6160中逆栗油机高强化改型为算例,对高增压中速柴油机进行了性能预测,并通过对压缩比等参数的调整计算,说明了各参数对高增压中速柴油机综合性能参数的影响程度.结果表明:在增压度较高的中速柴油机上,采用三脉冲增压系统仍能达到较好的效果;在新机型设计中,可在缩短燃烧持续期或提高压缩比的同时,相应增大燃烧始角及燃烧品质指数,可以在限定的最高爆发压力下.降低燃油消耗率.     

YCD4B54系列柴油机的开发与研制

设计和研制YCD4B54柴油机,并针对研制过程中的技术要求、工艺流程,以及存在的技术关键与难点进行系统分析.结果表明:YCD4B54系列柴油机针对性地集成了多种机内处理技术,采用废气涡轮增压与中冷技术,能强化柴油机的动力;采用电控高压共轨燃油喷射系统,能提高喷油速率和燃油雾化水平;采用排气再循环+柴油氧化催化器+颗粒氧化催化器(EGR+DOC+POC)后处理技术方案,能保证柴油机具有良好的动力性和燃料经济性.     

双层交错布置多孔喷嘴设计与仿真研究

针对高喷射压力下传统喷油嘴喷雾的碰壁比较严重以及传统多孔喷嘴喷雾之间易相互干扰等问题,设计了一种具有上下2层交错布置的多孔喷油嘴,阐明了双层交错布置多孔喷嘴的结构和理论依据,建立了喷雾及燃烧排放模型,研究了双层交错布置多孔喷嘴的喷雾特性及其结构参数对共轨柴油机燃烧与排放性能的影响.喷雾特性仿真表明,与传统喷油器相比,双层交错布置喷油嘴具有较短的喷雾贯穿距和更好的燃油空间分布特性.双层交错布置喷嘴的结构参数对高压共轨柴油机的燃烧过程和排放性能的影响研究表明,上层喷孔的喷射夹角采用大喷射夹角或下层喷孔采用小孔径,都可以使柴油机的燃烧及排放性能得到进一步改善.     

高压共轨柴油机Sub-220 nm超细颗粒物排放特性研究

超细颗粒物是雾霾的重要组分,对人体健康影响极大。在一台六缸高压共轨柴油机上研究不同工况下Sub-220 nm超细颗粒物的排放特性,结果表明:碳烟排放在小负荷时极低,且随着负荷的增加而增加;Sub-220 nm超细颗粒物排放数量浓度在小负荷时高,且随负荷的增加而降低;Sub-220 nm超细颗粒物数量浓度的粒径分布为在小负荷和满负荷时是双峰特性,其余工况是单峰特性;转速升高,缸内气流运动加强,超细颗粒物排放数量浓度明显降低,各特征直径明显降低。     

基于神经网络的柴油机NOx排放预测模型研究

传统的基于MAP图查表方式得到柴油机NOx排放的方法需要做大量标定实验,本文采用BP神经网络构建柴油机NOx排放预测模型．论文选取进气压力、进气温度、排气温度和发动机转速这4个量作为预测模型的输入量．考虑到柴油机NOx生成与其工作参数之间有时间迟滞,模型的输入量包含当前值和历史值．对输入数据做了归一化处理．在模型后处理模块对输出数据做反归一化处理．所提出的模型具有较高的预测精度．     

缸内高压直喷天然气发动机的怠速排放特性

以一台缸内高压直喷天然气发动机为对象,在不同柴油轨压力及天然气喷射提前角条件下对CO、HC及NOx的排放量进行试验研究.结果表明:当发动机处于怠速运转,天然气在上止点附近喷入气缸时,3种轨压力下CO排放量的差异较小;当天然气喷射提前角推迟到上止点后一定角度时,CO的排放量随着柴油的轨压力升高而降低,当天然气喷射提前角提前到上止点前一定角度时,CO排放量则呈现出相反的变化趋势;随着天然气喷射提前角增大,3种轨压力下CO的排放量均降低;HC排放量随着柴油轨压力的升高而增加,随着天然气喷射提前角的增大而降低,且当柴油轨压力从18 MPa升到24 MPa时,HC的排放量增幅较大;NOx的排放量随着柴油轨压力的提高而升高,随着天然气喷射提前角的增大而升高,且当柴油轨压力从12 MPa升到18 MPa时,NOx的排放量增幅显著.