一种共轨柴油机喷油器的动态模型



一种共轨柴油机喷油器的动态模型

共轨喷射系统的研究有助于提高柴油机在功率、噪声和污染物排放等燃油燃烧性能。提出了一种能预测稳态和瞬态行为的柴油机共轨喷油器数学模型，该模型主要是基于流体力学和机械原理的物理调节规律，并从已知的数学数据或试验测试得到其参数值。由于该模型明确地考虑到系统的几何特征，其可以很容易地适应不同的机械配置。该模型能准确预测最有代表性的动态变量。此外，通过模型良好的预测能力，使模型适合塑造燃油率优化策略和控制器的设计及性能评价。该模型易于融入整个共轨喷射系统的设计及复杂的压力控制策略评价方案中。

电控喷油器模型应用在Matlab/Simulink环境中仿真。为了评估模型的性能，将模型仿真结果与实际喷油器所获得的试验数据进行了比较，结果表明，仿真精确度在可接受范围内。通过对模型几何数据参数的推导，得出在不同操作条件下进行的试验测试也是可行的。

（1）通过对模型的功能来预测稳态系统的情况。在保持压力恒定的情况下，在一个周期的喷油器各种开放时间间隔内测量注入燃料总量。由于喷射系统的目的是精确计量如何将燃料有效地喷入缸内，注入量的准确预测对燃料的使用量是非常重要的。仿真结果与试验数据匹配精度好，则显示出不同工况下良好的预测能力。

（2）通过模型能力检查预测系统动力学。通过试验和仿真结果可以得出，仿真结果与参考测量值吻合度很好。然而，在比较模拟喷射试验与实际试验时发现，喷射的起始和结束存在将近1ms的延迟。

（3）在燃料注射周期中，通过模型对喷油器比较试验及模拟仿真，协调驱动电流的模拟值与实测值之间显示对电磁阀电路的模型预测的有效性。振幅振荡的差异可以在稳定状态条件下观察到。

Fabrizio Saponaro et al. 22nd Mediterranean Conference on Control and Automation, MED 2014，Palermo,Italy，June 16, 2014-June 19,2014.

编译：袁建昆