电控燃油喷射系统循环供油准确性相关影响因素的研究

发布时间：2017-10-31 02:06

  本文关键词：电控燃油喷射系统循环供油准确性相关影响因素的研究

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【摘要】：柴油机对燃油供给系统循环供油的数量与质量十分敏感,它直接影响柴油发动机的动力性、经济性和可靠性。柴油机混合气形成和燃烧过程的时间是非常短暂的,为了满足柴油机正常运转的需求,燃油喷射系统必须供给柴油机准确的油量。电控燃油喷射系统作为现代柴油机的核心部分,其精确的电控技术是实现循环供油准确性的前提。本文首先从理论方面分析了循环供油准确性对柴油机燃烧性能的影响。通过对燃烧过程、燃油喷射特性等几个方面系统的分析,给出对电控燃油喷射系统的要求;分析电控燃油喷射系统代替传统喷油系统的具体方面及理论目标,从而分析油量传递过程影响循环供油准确性的相关因素。本文自主开发了一套控制系统,搭建了电控燃油喷射系统试验平台。应用经典PID算法和增量式PID算法设计了控制系统,可以有效控制油温和共轨压力,且该系统用户可以在控制界面自主进行参数的设定(如驱动信号脉宽、频率等)。通过测试表明,共轨压力调节范围是0~150MPa,最大误差为±3Mpa;油泵转速可在0~3800rpm范围内设定,最大转速误差为±2rpm;喷油脉宽设定范围为0~20ms。基于搭建的试验平台,本文开展了相关因素的试验研究。采用试验优化方法,研究了轨压、脉宽、转速、泵头压力、油管长度、喷孔数、油温和油管直径对喷油量和回油量的影响。通过方差分析得出,在99%置信度下,轨压、脉宽及轨压与脉宽的交互作用影响高度显著;在95%置信度下,喷油孔的影响显著;在90%置信度下,油管长度对喷油量有一定的影响;其余因素影响不大,且喷油脉宽对喷油量的显著性比轨压强。在99%置信度下,轨压、脉宽对回油量的影响高度显著;在90%置信度下,轨压和脉宽的交互作用对回油量影响显著;其余因素对回油量影响均不显著。轨压、脉宽、油管长度、喷孔数是影响循环供油准确性的关键因素。利用二次通用旋转组合设计,建立了喷油量与轨压、脉宽、油管长度、喷孔数四个因素的数学模型。通过对模型的回归分析可知,在99%置信度下,回归方程显著。本文的研究对于开发高压共轨式燃油喷射试验装置及柴油机与高压喷射系统匹配试验具有一定的参考价值,为改进完善试验台的设计,提高试验参数的准确性、稳定性提供重要的参考依据。
【关键词】：电控燃油喷射系统 柴油机 循环供油准确性 试验设计
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.172
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-13
• 1.1.1 柴油机发展面临的问题10-11
• 1.1.2 国家政策的引导11-12
• 1.1.3 建立标准油量传递体系存在的问题12
• 1.1.4 课题的提出12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 研究内容与技术路线15-17
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 技术路线16-17
• 第二章 电控燃油喷射系统循环供油准确性的理论分析17-24
• 2.1 概述17
• 2.1.1 柴油机电控燃油喷射系统17
• 2.1.2 循环供油准确性17
• 2.2 循环供油准确性对柴油机燃烧性能的影响17-21
• 2.2.1 柴油机燃烧理论17-18
• 2.2.2 柴油机可燃混合气的形成18-19
• 2.2.3 燃烧过程19-21
• 2.3 柴油机燃烧过程对燃油喷射系统的要求21-22
• 2.4 影响循环供油准确性的因素分析22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 电控燃油喷射系统试验平台的搭建24-36
• 3.1 试验平台设计24-25
• 3.1.1 试验平台需求分析及功能要求24
• 3.1.2 试验平台整体结构设计24-25
• 3.1.3 试验平台工作原理25
• 3.2 机械液力装置设计25-27
• 3.2.1 液力部分的选配25-26
• 3.2.2 支架结构设计26-27
• 3.3 控制系统设计27-34
• 3.3.1 设计需求分析27
• 3.3.2 控制策略分析27-28
• 3.3.3 总体结构设计28-29
• 3.3.4 主机模块29-30
• 3.3.5 ECU模块30-31
• 3.3.6 信号采集模块31
• 3.3.7 驱动模块31-32
• 3.3.8 电源模块32-33
• 3.3.9 控制部分标定33-34
• 3.4 安装与调试34-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第四章 循环供油准确性相关影响因素的试验研究36-48
• 4.1 正交试验设计36-39
• 4.1.1 试验指标的确定36
• 4.1.2 因素与水平的选择36
• 4.1.3 试验方案设计36-38
• 4.1.4 试验结果38-39
• 4.2 极差分析与方差分析39-43
• 4.2.1 极差分析39-40
• 4.2.2 方差分析40-43
• 4.3 结果分析43-47
• 4.3.1 轨压的影响分析43
• 4.3.2 脉宽的影响分析43-44
• 4.3.3 转速的影响分析44-45
• 4.3.4 泵头压力的影响分析45
• 4.3.5 油管长度的影响分析45
• 4.3.6 喷孔数的影响分析45-46
• 4.3.7 油温的影响分析46
• 4.3.8 油管直径的影响分析46-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第五章 循环供油准确性关键影响因素的试验研究48-56
• 5.1 二次通用旋转组合试验设计48-50
• 5.1.1 对因子的取值进行编码48
• 5.1.2 试验方案设计48-49
• 5.1.3 试验结果49-50
• 5.2 回归方程的求解及显著性检验50-52
• 5.2.1 回归方程的求解50-51
• 5.2.2 回归方程的显著性检验51-52
• 5.3 关键因素对循环供油准确性影响的结果分析52-55
• 5.3.1 各因素效应分析52-53
• 5.3.2 交互作用效应分析53-55
• 5.4 本章小结55-56
• 第六章 结论与展望56-58
• 6.1 结论56-57
• 6.2 展望57-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 作者简介62-63
• 导师评阅表63

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