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高压共轨系统预喷控制策略研究

车用发动机 2008年第B06期 98-101页

作者：江军申立中颜文胜张学文王贵勇程婷婷张维昆明理工大学交通工程学院云南昆明650224

柴油机高压共轨燃油喷射系统可实现预喷、主喷和后喷的多次喷射,达到燃烧柔和效果,有效地降低燃烧噪声,减少排放,是世界内燃机行业公认的未来柴油机燃油系统的发展方向。在预喷机理分析的基础之上,提出了高压共轨燃油喷射系统预喷的控... 详细信息

柴油机高压共轨燃油喷射系统可实现预喷、主喷和后喷的多次喷射,达到燃烧柔和效果,有效地降低燃烧噪声,减少排放,是世界内燃机行业公认的未来柴油机燃油系统的发展方向。在预喷机理分析的基础之上,提出了高压共轨燃油喷射系统预喷的控制策略,解决了预喷控制中有关喷射协调、预喷油量、喷射起始时刻、喷油器作用时间和预喷释放等问题。

关键词：柴油机高压共轨预喷油控制策略

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高压共轨喷油器喷油量均匀性研究

车用发动机 2005年第3期 18-20页

作者：王军张幽彤赵立李永祥北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081 北京亚新科天纬油泵油嘴有限公司北京100071 河南工业大学机电工程系河南郑州450052

根据高压共轨系统的喷油要求，进行了电控喷油器喷油量均匀性分析和试验。着重讨论了影响喷油器喷油量均匀性的关键因素，分析了喷孔加工精度、驱动电路、共轨压力等对喷油量均匀性的影响，进行了用不同的脉宽增量修正喷油量试验，修正... 详细信息

根据高压共轨系统的喷油要求，进行了电控喷油器喷油量均匀性分析和试验。着重讨论了影响喷油器喷油量均匀性的关键因素，分析了喷孔加工精度、驱动电路、共轨压力等对喷油量均匀性的影响，进行了用不同的脉宽增量修正喷油量试验，修正后喷油量均匀性能达到3％～5％的要求。

关键词：喷油量均匀性喷油器高压共轨

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高压共轨柴油机怠速控制策略研究

车用发动机 2009年第4期 61-64页

作者：程文志张衡徐辉蔡遂生上海交通大学上海200240 联创汽车电子有限公司上海201203

柴油机由于怠速时供油量较小,各缸供油量不同和每缸供油量的波动很大,在不同的冷却水温下保持稳定转速所需的喷油量不同,会造成燃烧过程恶化、排放性能变差。因此,分析了车用高压共轨柴油机怠速不稳定因素,采取了多种措施,如怠速开环和... 详细信息

柴油机由于怠速时供油量较小,各缸供油量不同和每缸供油量的波动很大,在不同的冷却水温下保持稳定转速所需的喷油量不同,会造成燃烧过程恶化、排放性能变差。因此,分析了车用高压共轨柴油机怠速不稳定因素,采取了多种措施,如怠速开环和闭环控制、各缸均衡控制以及多段喷射等来减小怠速时的转速波动和运转噪声,通过试验验证了这些方法的有效性,从而提高了柴油机的怠速性能。

关键词：高压共轨怠速控制 PID 多段喷射各缸均衡

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高压共轨燃油喷射系统的硬件在环仿真设计

车用发动机 2014年第5期 30-33,40页

作者：张永志刘波澜左哲北京汽车动力总成有限公司北京101106 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

通过对高压共轨燃油喷射系统的分析,运用数学建模方法,在Matlab/Simulink下搭建了共轨系统模型,并借助于dSPACE设计了硬件在环仿真系统。在高压共轨燃油系统的建模过程中,主要根据容积模型和伯努利方程对喷油器、高压油泵和共轨管等分... 详细信息

通过对高压共轨燃油喷射系统的分析,运用数学建模方法,在Matlab/Simulink下搭建了共轨系统模型,并借助于dSPACE设计了硬件在环仿真系统。在高压共轨燃油系统的建模过程中,主要根据容积模型和伯努利方程对喷油器、高压油泵和共轨管等分模块进行建模。经试验验证,所搭建的共轨系统模型配合合理,可以很好地模拟共轨系统;对轨压控制方法的仿真研究表明,前馈结合PID反馈的方法比传统PID控制效果好。

关键词：高压共轨数学模型硬件在环仿真反馈控制

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高压共轨柴油机瞬时转速的测试与分析

高压共轨柴油机瞬时转速的测试与分析

作者：林绍雄昆明理工大学

学位级别：硕士

发动机是汽车的心脏,发动机各缸工作均匀性的差异对汽车的动力性、经济性、排放和噪声等指标有很大的影响。对电控发动机来说,转速的精确测量是高性能电控系统的必要条件之一。如曲轴的瞬时转速用于电控柴油机的燃油平衡控制(FBC),柴油... 详细信息

发动机是汽车的心脏,发动机各缸工作均匀性的差异对汽车的动力性、经济性、排放和噪声等指标有很大的影响。对电控发动机来说,转速的精确测量是高性能电控系统的必要条件之一。如曲轴的瞬时转速用于电控柴油机的燃油平衡控制(FBC),柴油机电子调速器的开发等。同时发动机瞬时转速还包含了发动机工作过程的众多信息、。其中,内燃机瞬时转速的研究与应用在缸内气体压力相关的故障诊断、发动机动力性能检测及各缸工作均匀性的检测与控制等方面己成为国内外相关研究的热点。然而,只有获得高质量的瞬时转速信号,瞬时转速才能在上述诸多方面得到深入、广泛的应用。因此,对瞬时转速的测试技术及瞬时转速的变化规律进行深入的研究具有重要意义。在深入研究国内外现有发动机瞬时转速测量方法的基础上,提出了发动机瞬时转速测量所面临的挑战有：瞬时转速测量方法只能在特定的硬件中执行,测量系统很难被改进;大部分瞬时转速测量系统是针对单通道等。针对YN30CR柴油机,构建了基于NI-PXI-6259的瞬时转速测量硬件系统,编制了基于LabVIEW的虚拟仪器系统软件,建立了直接模数转换法、周期取反法和分频法三种瞬时转速测量系统。这三种测量系统结构简单、测量精度高,且都带有利用LabVIEW编写的信号调理、数字滤波和数据保存等功能。其中的直接模数转换法是从模拟信号中提取瞬时转速的,因此该方法能很好的抑制信号噪声,不需要高端的信号调理设备,一块多通道A/D采集卡能实现多通道瞬时转速的同步测量。将开发设计的高压共轨柴油机瞬时转速测量系统应用于YN30CR高压共轨柴油机台架实验,实验表明设计的三种瞬时转速测量系统的原理是正确的。在实测YN30CR高压共轨柴油机瞬时转速的基础上结合内燃曲轴飞轮系统扭矩平衡方程,分析对比不同工况下的瞬时转速波形图得出影响柴油机瞬时转速的两个主要因素：一个是与柴油机平均转速相关的往复惯性力,另一个是与柴油机负荷相关的缸内气体压力。且当往复惯性力的作用超过缸内气体压力时一个周期的瞬时转速波形出现两个峰值,第一个峰值是由缸内气体压力矩引起的,第二个峰值是由往复惯性力矩引起。为了研究瞬时转速在发动机故障诊断中的应用定义了瞬时转速特征波形的参数。在设置了YN30CR高压共轨柴油机燃油系统故障的基础上,分析对比了故障状态和正常状态下的瞬时转速波形图及频谱图,实验表明将柴油机瞬时转速波形应用于柴油机缸内气体压力相关的故障诊断是可行的。

关键词：柴油机高压共轨瞬时转速虚拟仪器故障诊断

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高压共轨柴油机监控策略研究与开发

高压共轨柴油机监控策略研究与开发

作者：刘少华昆明理工大学

学位级别：硕士

随着世界能源的日益匮乏,环境污染的日益加剧,对柴油机的发展也提出了更为严苛的要求。因此,具有更优动力性、经济性以及排放性的高压共轨柴油机燃油喷射系统应运而生并获得了飞速发展。内燃机运行条件恶劣,工作环境复杂多变,部件众多,... 详细信息

随着世界能源的日益匮乏,环境污染的日益加剧,对柴油机的发展也提出了更为严苛的要求。因此,具有更优动力性、经济性以及排放性的高压共轨柴油机燃油喷射系统应运而生并获得了飞速发展。内燃机运行条件恶劣,工作环境复杂多变,部件众多,是故障高发区。随着电控技术的快速发展,内燃机控制更为精密,故障率有所降低,但是一旦发生故障,故障的确定及处理就需要更高的技术支持。因此,有必要对高压共轨柴油机故障诊断系统进行大量而深入地研究。高压共轨柴油机故障监控系统的作用是确定故障状态,是故障诊断系统的先行关键部分。基于高压共轨柴油机系统,通过分析高压共轨柴油机故障监控系统的研究动态及发展历程,提出了以层概念的方式进行高压共轨柴油机监控系统控制策略的研究与开发。经过对系统设计思想的深入领会,结合控制理论、单片机原理以及C语言知识,提出基于层概念的监控策略开发,包括一般部件监控,功能监控以及相关硬件测试。一般部件监控主要针对共通性故障进行通用模块的开发与设计,功能监控主要针对特定工况对高压共轨柴油机喷油器电磁阀通电时间进行监控,相关硬件测试主要是对系统涉及的主要硬件部件如存储器,模数转换器,时间处理单元等进行功能检测,以确定其工作性能和状态。应用ETAS公司的ASCET软件开发平台,进行软件程序设计和仿真,并对仿真结果进行了深入地分析和总结,从而完成了高压共轨柴油机故障监控系统的控制策略开发。

关键词：柴油机高压共轨故障诊断故障监控 ASCET

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高压共轨系统高压泵的设计开发

高压共轨系统高压泵的设计开发

作者：李刚上海交通大学

学位级别：硕士

高压共轨燃油喷射系统是一种全新的电控燃油系统,采用高压共轨系统是柴油机排放满足欧Ⅲ、欧Ⅳ和欧Ⅴ限值的重要措施。高压泵是高压共轨系统的重要组成部分,为高压共轨系统提供高压燃油,高压泵的好坏直接影响到高压共轨系统的性能。本... 详细信息

高压共轨燃油喷射系统是一种全新的电控燃油系统,采用高压共轨系统是柴油机排放满足欧Ⅲ、欧Ⅳ和欧Ⅴ限值的重要措施。高压泵是高压共轨系统的重要组成部分,为高压共轨系统提供高压燃油,高压泵的好坏直接影响到高压共轨系统的性能。本文针对国内大批量生产的495、4100、4102等系列轻型柴油机,从泵油形式的选择、输油泵的选型设计、轨压的控制和调节以及高压死容积对高压泵性能的影响等几个方面对高压泵的设计选型进行了理论分析,提出了采用摆线转子输油泵、电磁阀控制进油截面积和尽可能小的高压死容积的偏心轮驱动的转子泵,完全能够满足1600 bar轻型车用高压共轨系统的要求。

关键词：高压共轨高压泵设计开发

高压共轨柴油机可变涡轮增压器匹配及控制策略研究

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高压共轨柴油机可变涡轮增压器匹配及控制策略研究

作者：彭成成吉林大学

学位级别：硕士

在高压共轨增压柴油机中，传统的涡轮增压器存在高低转速时转矩无法兼顾、涡轮迟滞现象以及与EGR、喷油参数相互耦合等问题。可变涡轮增压器是一种可以随工况变化，通过调节叶片开度，实现排气涡轮面径比可变的增压机构，它可以有效地... 详细信息

在高压共轨增压柴油机中，传统的涡轮增压器存在高低转速时转矩无法兼顾、涡轮迟滞现象以及与EGR、喷油参数相互耦合等问题。可变涡轮增压器是一种可以随工况变化，通过调节叶片开度，实现排气涡轮面径比可变的增压机构，它可以有效地改善转矩对转速适应性差的问题，同时提高增压器的瞬态响应特性，减弱涡轮迟滞现象。另外通过设计VNT的控制策略，综合环境/冷却水温度、环境压力、进气压力、EGR率和喷油参数等影响因素的修正，精确地控制VNT的开度值，满足燃烧过程对进气量及时性和精确性的要求。 VNT的电子控制除了需要完善的ECU硬件接口、驱动电路以及可靠合理的执行机构外，还需要完善的控制策略，从而在常规工况下保证VNT工作的稳定性和精确性，在特殊工况仍可以保证工作的可靠性，如冷启动、瞬态、系统发生错误等工况。本文主要从匹配和控制两个方面对增压器进行研究。首先，通过匹配不同面径比的增压器，结果发现输出转矩对转速的适应性较差，在低转速时，小面径比的增压器性能较好;而在高转速时，大面径比的增压器有较好的增压效果，从而引出面径比可变的VNT，它通过调节VNT开度实现大小涡轮之间的切换，匹配效果较好，当匹配VNT时输出转矩对转速的适应性得到了改善，并且燃油消耗率有所降低，经济性区间较宽。其次，在研究VNT的控制策略之前，通过台架试验研究增压器与EGR、增压器与喷油参数之间的耦合关系，并以试验为基础选择最佳的EGR率和喷油参数（主喷时刻和轨压）。 1）在NEDC工况下进行台架试验，分析EGR率对排气参数的影响。排气参数影响涡轮的入口状态，从而影响进气流量和进气压力，进气流量的变化又会直接影响实际的EGR率。 2）通过试验研究，分析主喷时刻和轨压对进排气参数的影响。喷油参数影响缸内燃烧，排气参数随燃烧过程的好坏而变化，而排气参数又会影响涡轮的入口状态，那么涡轮的入口状态将会直接影响增压器的工作特性。通过研究表明：EGR与增压器协调工作时，从对进排气参数影响的角度分析，小负荷宜采用较大的EGR率，大负荷时宜采用较小的EGR率。增压器与喷油参数协调工作时，可以通过牺牲一部分热效率，采用较小的主喷时刻和轨压，从而改善进排气参数，提高增压器的增压能力。第三，在增压器协调控制试验研究的基础上，又通过试验研究进排气参数、动力性和经济性随VNT开度的变化规律，标定了开环VNT开度以及目标进气压力MAP，为后期控制策略的设计提供试验基础。最后，在以上三个试验的基础上，提出VNT的控制策略，采用开环前馈与闭环控制相结合的方式，分别以叶片开度和进气压力为控制目标，针对稳态与瞬态工况，切换开闭环控制系统，并对控制模型进行模块划分，定义每个子模块的功能以及输入输出量。借助Simulink软件设计控制策略的仿真模型并进行试验验证，误差在5%之内，可以作为后期研究的基础。

关键词：高压共轨增压器匹配耦合面径比 VNT 控制策略

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高压共轨柴油机工作不均匀性控制策略研究

高压共轨柴油机工作不均匀性控制策略研究

作者：王伟超昆明理工大学

学位级别：硕士

发动机各缸工作的不均匀现象是一个普遍问题。对于非共轨电控柴油机,喷油压力受凸轮形线和发动机转速影响很大,很难对各缸的喷油压力及喷油均匀性进行控制。高压共轨技术应用到电控柴油机后,使发动机各缸工作均匀的精确控制成为可能。... 详细信息

发动机各缸工作的不均匀现象是一个普遍问题。对于非共轨电控柴油机,喷油压力受凸轮形线和发动机转速影响很大,很难对各缸的喷油压力及喷油均匀性进行控制。高压共轨技术应用到电控柴油机后,使发动机各缸工作均匀的精确控制成为可能。如何对发动机的工作不均匀性进行控制,设计实时有效的控制策略,是共轨柴油机电控系统开发的一个重要课题。课题以云内动力YN30CR电控柴油机为研究对象,并以课题组前期研究中从该发动机提出取来的不均匀信号为研究起点,对不均匀控制策略进行了功能需求分析,明确了不均匀性控制策略的研究目的。根据控制需求,用功能划分的方法对控制的启用条件、控制策略工作区域、修正油量计算方法、控制策略各工作区域的修正差异、以及修正结果合理性进行研究,将控制策略细分成峰值界定模块、积分区域划分模块、PI积分模块、权值计算模块以及积分输出结果限制模块。针对柴油机各缸工作均匀的控制目标,以数字信号处理与内燃机系统动力学为理论基础,选用LabVIEW图形化编程软件为研究工具对控制策略进行前期研究;选用ASCET汽车电控系统专业开发软件为开发工具进行后期程序开发。将两款软件的控制结果进行对比分析,增强了程序的准确性、可靠性。根据LabVIEW软件的研究结果以及ASCET软件开发结果,设计了两套验证流程。台架试验的验证结果表明：两个阶段的控制策略得到的修正油量,都可以及时有效的消除各缸工作不均匀性。通过两种验证流程的对比分析,进一步证明了控制策略程序的实时性、可验证性。

关键词：高压共轨 ASCET 工作不均匀性 LabVIEW 控制策略