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船用电控柴油机燃油共轨系统建模与仿真研究

船用电控柴油机燃油共轨系统建模与仿真研究

作者：李斯钦集美大学

学位级别：硕士

为满足日益苛刻的排放法规,以及提高船用柴油机燃油经济性、运行可靠性和操作灵活性,对船用柴油机的控制提出了越来越高的要求。而提高船用柴油机运行性能和降低排放的关键在于改善燃烧过程,其中燃油系统起着非常重要的作用,因此燃油共... 详细信息

为满足日益苛刻的排放法规,以及提高船用柴油机燃油经济性、运行可靠性和操作灵活性,对船用柴油机的控制提出了越来越高的要求。而提高船用柴油机运行性能和降低排放的关键在于改善燃烧过程,其中燃油系统起着非常重要的作用,因此燃油共轨喷射技术成为船用柴油机燃油系统发展的方向之一。而通过对柴油机燃油共轨系统的仿真可以有效解决燃油共轨系统研发设计中的许多技术难题,通过仿真计算的模型可指导台架试验,还可以应用于模拟器的开发设计,可作为船员训练平台,而且在柴油机燃油共轨系统的研发设计中可缩短周期,大量节约人力、物力和财力。本文围绕船用柴油机燃油共轨系统展开仿真研究。重点阐述了Sulzer RT-flex柴油机共轨系统,即包括燃油系统、起动空气系统和排气阀驱动系统,并详细介绍了燃油共轨系统的主要部件（供油单元、共轨单元和喷射控制单元）和瓦锡兰柴油机控制系统（WECS-9500控制系统）的工作原理、组成以及与柴油机、气缸相关的控制功能。利用流体力学的基本原理建立了燃油共轨系统的数学模型,包括计算燃油轨压力、燃油喷射控制阀（包括控制阀运动方程和量油活塞运动方程以及喷油量）、高压油泵的泵油量、喷嘴和喷油嘴的喷油量。利用Matlab/Simulink 7.0建模仿真软件对柴油机燃油共轨系统进行模块化建模,仿真模型包括燃油轨模块、燃油轨阀模块、喷油嘴模块、喷油定时模块和喷射控制模块。其中,将气缸压缩压力、喷油定时和喷油量作为边界条件,通过查表方法进行线性插值得到不同工况下的相关参数。通过仿真得到了典型工况下燃油共轨系统燃油轨压力曲线和喷嘴腔压力曲线,反应了不同工况下轨压波动情况、喷油定时以及喷油时长,并通过仿真计算得到燃油轨工作压力、喷油量和共轨管容积对轨压力波动的影响。本文通过对燃油共轨系统的仿真研究,得到了较为准确的燃油共轨系统模型,对运用于仿真计算、优化设计、模拟器开发和船员培训具有一定的参考价值。

关键词：船用电控柴油机燃油共轨系统建模仿真

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燃油共轨系统在船用柴油机中的应用

青岛远洋船员学院学报 2003年第4期24卷 21-25页

作者：刘世居青岛远洋船员学院机电系

IMO对柴油机有害废气低排放的要求,促使各船用柴油机生产厂家努力开发新型的燃油喷射系统。船用燃油共轨系统是在陆用机燃油共轨系统的基础上,根据船用机的特点而开发的,其中的关键部件如高压油泵、喷油器、电磁阀等,经过多年的实验改进... 详细信息

IMO对柴油机有害废气低排放的要求,促使各船用柴油机生产厂家努力开发新型的燃油喷射系统。船用燃油共轨系统是在陆用机燃油共轨系统的基础上,根据船用机的特点而开发的,其中的关键部件如高压油泵、喷油器、电磁阀等,经过多年的实验改进,已经逐渐成熟。船用柴油机使用燃油共轨系统后,可实现柴油机在各种负荷下的柔性控制,提高控制过程的智能化,提高船舶整体运行的经济性,降低有害气体NOx的排放。

关键词：燃油共轨系统船舶工程柴油机柔性控制尾气排放燃油喷射系统高压油泵

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大型低速船用柴油机燃油共轨系统建模

集美大学学报（自然科学版） 2014年第1期19卷 25-30页

作者：李斯钦杨国豪黄加亮集美大学轮机工程学院福建厦门361021

以瓦锡兰Sulzer 7RT-flex 60C型船用柴油机为研究对象,首先介绍了燃油共轨系统的组成,分析了燃油共轨系统的特性,然后利用流体力学原理构建了燃油共轨系统各个模块的数学模型,最后采用MATLAB/Simulink软件进行仿真计算.仿真结果与船用... 详细信息

以瓦锡兰Sulzer 7RT-flex 60C型船用柴油机为研究对象,首先介绍了燃油共轨系统的组成,分析了燃油共轨系统的特性,然后利用流体力学原理构建了燃油共轨系统各个模块的数学模型,最后采用MATLAB/Simulink软件进行仿真计算.仿真结果与船用柴油机台架数据误差符合要求,具有一定的有效性和准确性.

关键词：船用柴油机燃油共轨系统 MATLAB Simulink 建模

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高海拔二级增压系统与喷油系统匹配模拟

内燃机学报 2020年第1期38卷 49-56页

作者：张众杰刘瑞林周广猛梁志峰董素荣马家明陆军军事交通学院军用车辆工程系

建立基于可变几何截面增压(VGT)二级可调增压柴油机高海拔工作过程仿真模型,并进行了验证.将反向传播(BP)神经网络与仿真模型相结合,完成柴油机高海拔、变工况下增压与喷油系统控制参数的匹配模拟计算.结果表明:与原机相比,优化后柴油机... 详细信息

建立基于可变几何截面增压(VGT)二级可调增压柴油机高海拔工作过程仿真模型,并进行了验证.将反向传播(BP)神经网络与仿真模型相结合,完成柴油机高海拔、变工况下增压与喷油系统控制参数的匹配模拟计算.结果表明:与原机相比,优化后柴油机在5.5 km海拔下,低转速增压压力和进气流量平均提升24.2%和26.9%,最大转矩提高9.1%,低速转矩平均提高了38.9%,标定功率提升6.7%,低速燃油消耗率平均降低了3.7%,空燃比平均降低了9.7%.高海拔低转速下,柴油机动力性得到有效提升,中、高转速下,最高燃烧压力降低至限制值以下,达到了预期的优化目标.

关键词：二级可调增压柴油机高海拔燃油共轨系统

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基于模型的汽车电控系统设计

控制工程 2016年第12期23卷 1867-1873页

作者：陈虹褚洪庆刘奇芳高炳钊吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130025 吉林大学控制科学与工程系长春130025

汽车智能化和网联化使电控系统开发流程变得日益复杂,如何提高控制性能并降低开发成本已经成为汽车电控系统开发亟待解决的关键问题。在汽车电控系统开发过程中,由于领域和分工的不同,系统设计和控制算法被分离研究,使得先进控制算法无... 详细信息

汽车智能化和网联化使电控系统开发流程变得日益复杂,如何提高控制性能并降低开发成本已经成为汽车电控系统开发亟待解决的关键问题。在汽车电控系统开发过程中,由于领域和分工的不同,系统设计和控制算法被分离研究,使得先进控制算法无法在汽车系统中发挥实际作用。基于模型的控制系统设计为解决这些问题提供了有效手段。结合缸内直喷汽油机燃油共轨控制系统的开发,给出了从工程控制需求分析、性能描述、系统设计到模型建立、性能验证与评价的基于模型的具体设计过程,同时也充分说明了采用这种设计流程可以实现控制算法、系统设计和工程应用的有效结合。

关键词：控制系统设计汽车控制基于模型的设计 V流程燃油共轨系统