柴油機高壓共軌系統(tǒng)噴油量的控制方法研究.pdf

1、隨著常規(guī)能源爭奪戰(zhàn)的愈演愈烈和環(huán)境問題的日益突顯,世界人民都在為節(jié)能減排出謀獻策。作為溫室氣體排放大戶的內(nèi)燃機產(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。二十世紀內(nèi)燃機關(guān)鍵技術(shù)之一的高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)(以下簡稱共軌系統(tǒng)),以其顯著的優(yōu)越性成為了研究的焦點和熱點,它的主要特點是能夠靈活控制噴射正時、噴油壓力、噴油量和噴油率;能夠?qū)崿F(xiàn)一個循環(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)燃機高

2、壓共軌系統(tǒng)能夠接近實現(xiàn)理想的噴油規(guī)律,比常規(guī)噴油系統(tǒng)油耗低、排放少并增強了內(nèi)燃機的動力性。
　　本論文首先通過對某船用柴油機高壓共軌系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)進行詳細分析,用MATLAB Simulink建立柴油機高壓共軌系統(tǒng)仿真數(shù)學模型。為了提高仿真模型的計算精度,對復雜的高壓共軌系統(tǒng)做了如下的簡化: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化。建模時考慮了噴油泵、共軌管、

3、噴油器的邊界問題,各個模塊分別列燃油連續(xù)方程,應用牛頓第二定律分析受力,得到受力方程和運動方程。然后設(shè)定相關(guān)參數(shù),如柴油機轉(zhuǎn)速,噴油脈寬、油泵參數(shù)、共軌壓力等參數(shù),進行仿真。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,同時必須確保該柴油機模型的精確度,為下一步噴油量的控制打下基礎(chǔ)。
　　根據(jù)柴油機高壓共軌系統(tǒng)數(shù)學模型的仿真結(jié)果,對整個高壓共軌系統(tǒng)的控制方法進行分析研究提出

4、啟動前后不同的控制策略,在MATLAB/Simulink模型中增加噴油量和軌壓補償模塊,并編寫PID和模糊PID的控制模型,之后再對該系統(tǒng)進行仿真,說明模糊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模糊PID的控制參數(shù)進行了進一步的優(yōu)化,對優(yōu)化后的模型進行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代碼并導入ECU中進行硬件在環(huán)實驗,在油泵