高压共轨柴油机轨压控制策略及性能的研究

发布时间：2017-10-16 15:15

  本文关键词：高压共轨柴油机轨压控制策略及性能的研究

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【摘要】：日益严格的汽车排放法规促进了柴油机电控技术的发展,高压共轨技术是柴油机满足最新排放法规的关键技术之一。因此,对高压共轨技术的相关研究是柴油机的研究热点。高压共轨系统中,喷射压力的控制与喷射过程的控制相互独立,可分别对喷射压力和喷射参数进行柔性控制,从而获得良好的发动机性能。轨压决定了喷射压力,轨压控制性能严重影响发动机性能,设计合理的轨压控制策略对于轨压的控制以及发动机的性能是十分必要的。介绍了高压共轨系统的国内外发展现状以及趋势。结合排放法规和自主高压共轨系统的开发现状,指出研究高压共轨技术的必要性和轨压控制策略研究的重要性。分析了共轨系统的工作原理以及各关键部件的工作过程,阐述了各种轨压控制方式的特点及用途,研究了轨压对柴油机性能的影响。结合发动机工况,进行了轨压需求分析。基于轨压控制原理、轨压控制方式和轨压控制需求,设计了高压共轨柴油机轨压控制策略。详细介绍了轨压控制策略中各模块的功能和算法,模块包括：轨压修正计算模块、轨压限值计算模块、目标轨压计算模块、目标流量计算模块,目标驱动电流计算模块和油量计量单元驱动参数计算模块。对轨压控制策略中的参数进行了详细分类,指导发动机标定试验时对控制参数的调节。提出了用于评价轨压控制性能的稳态性能指标和动态性能指标。使用ASCET建模软件编写了轨压控制策略,并与其它部分的控制策略进行系统集成。在自主开发的ECU上实现了轨压控制策略并进行了验证试验。研究了轨压对发动机性能的影响,并对轨压控制策略中的参数进行了标定。试验结果表明：1)起动／怠速过程中,轨压的开闭环控制之间能够自动切换;起动过程中轨压能够快速建立;怠速过程中轨压能够稳定控制；加速／减速过程,轨压的控制能够快速响应柴油机运行工况的变化,并进行轨压的调节。轨压影响喷油参数的计算,从而影响喷油过程。2)不同的轨压值对发动机的燃烧、动力性能、经济性能和排放性能有很大的影响,不同的发动机性能,轨压值的要求不同。
【关键词】：高压共轨 轨压控制 台架试验 发动机性能
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.172
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 研究背景11-14
• 1.1.1 柴油机电控技术的发展11-13
• 1.1.2 排放法规的现状13-14
• 1.2 高压共轨系统的研究状况14-18
• 1.2.1 国外高压共轨系统轨压控制的研究现状14-16
• 1.2.2 国内高压共轨系统轨压控制的研究现状16-17
• 1.2.3 高压共轨技术的发展趋势17-18
• 1.3 课题的目的和意义18
• 1.4 主要研究内容18-21
• 第二章 高压共轨柴油机轨压控制系统分析21-39
• 2.1 高压共轨系统的工作原理21-25
• 2.1.1 电控单元(ECU)22-23
• 2.1.2 油量计量单元23
• 2.1.3 高压泵23-24
• 2.1.4 共轨管24
• 2.1.5 喷油器24-25
• 2.2 轨压控制方式25-33
• 2.2.1 开环控制25-26
• 2.2.2 闭环控制26
• 2.2.3 前馈—反馈复合控制26-27
• 2.2.4 PID控制27-33
• 2.3 轨压对共轨柴油机性能的影响33-36
• 2.3.1 轨压对喷射参数的影响33-34
• 2.3.2 轨压对混合气形成的影响34-35
• 2.3.3 轨压对燃烧的影响35
• 2.3.4 轨压对排放物的影响35-36
• 2.4 轨压控制的需求分析36-37
• 2.4.1 高压共轨柴油机的运行工况划分36-37
• 2.4.2 高压共轨柴油机三种工况的轨压需求分析37
• 2.5 本章小结37-39
• 第三章 高压共轨柴油机轨压控制策略研究39-53
• 3.1 轨压控制策略的总体设计39-40
• 3.2 轨压控制模块设计40-49
• 3.2.1 轨压修正计算模块40-41
• 3.2.2 轨压限值计算模块41-42
• 3.2.3 目标轨压计算模块42
• 3.2.4 目标流量计算模块42-47
• 3.2.4.1 PID控制器43-45
• 3.2.4.2 前馈流量计算45-46
• 3.2.4.3 轨压状态机46-47
• 3.2.5 目标驱动电流计算模块47-48
• 3.2.6 计量单元驱动参数计算模块48-49
• 3.3 轨压控制参数分析49-52
• 3.4 轨压控制性能的评价指标52
• 3.5 本章小结52-53
• 第四章 高压共轨柴油机轨压控制试验53-65
• 4.1 试验台架53-55
• 4.1.1 柴油机的基本参数53
• 4.1.2 试验台架布置53-54
• 4.1.3 试验设备54-55
• 4.2 轨压控制策略的实现55
• 4.3 轨压关键MAP分析55-57
• 4.3.1 目标轨压基础MAP55-56
• 4.3.2 起动流量MAP56
• 4.3.3 流量/电流转换曲线56-57
• 4.4 试验验证57-61
• 4.4.1 起动/怠速试验57-58
• 4.4.2 加速/减速试验58-60
• 4.4.3 稳定工况试验60-61
• 4.5 轨压对柴油机性能的影响61-64
• 4.5.1 轨压对柴油机怠速工况排放性能的影响61
• 4.5.2 轨压对柴油机负荷工况性能的影响61-64
• 4.5.2.1 轨压对动力性能的影响62
• 4.5.2.2 轨压对排放性能的影响62-64
• 4.5.2.3 轨压对经济性能的影响64
• 4.6 本章小结64-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 5.1 工作总结65-66
• 5.2 工作展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 附录A (攻读学位期间发表论文目录)72
• 附录B 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目72

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本文编号：1043386