【硕士论文】电控柴油机高压共轨系统轨压控制的实验研究.pdf

摘要面对日益严峻的能源危机和环境污染,传统柴油机已经不能满足经济和排放等
性能的要求。在柴油机新技术的研究与应用中,燃油喷射是一项关键技术目前柴油
机燃油喷射系统的发展己经进入到电子控制的第三代一高压共轨式燃油喷射系统。作
为高压共轨燃油喷射系统中最为重要的控制部分之一,共轨燃油压力的控制有着极为
重要的意义,不仅对经济、排放等性能有重要的影响,而且对燃油雾化及燃烧也起着
决定性的作用,它是高压共轨系统能否与电控柴油机完全匹配的关键,也对以后电控
柴油机的批量生产起着决定性的作用。
国外的高压共轨燃油喷射系统已经发展到了第四代,并且正向着高喷射压力、多
次喷射、小型喷油器和紧凑系统的方向发展。在我国,高压共轨燃油喷射系统的研究
与应用还处于初级阶段,对共轨内燃油压力的控制更是处于试验阶段,为解决柴油机
的可持续发展问题,采用电子控制技术已势在必行。本文以柴油机燃油喷射系统为研
究对象,分析了电控高压共轨燃油喷射系统的机理及发展过程,并重点研究了共轨嫌
油压力的控制技术。以高压共轨式燃油系统为研究对象,结合控制技
术,对共轨压力的控制策略进行了深入分析,并做了大量实验验证。
文章首先对高压共轨系统的国内外发展现状和机理作了系统的介绍,其中共轨燃
油压力部分又是研究的重点。结合控制理论、单片机原理和语言知识,经过对系统
设计思想的深入理解,最终得出共轨姗油压力的控制策略,轨压控制的各工况模式,
轨压采集的控制方法等,共轨压力采用闭环控制,轨压采样采用定相位采集。底
层软件以为核心建立最小系统,结合轨压驱动电路,完成了的硬件
连接与调试。另外根据控制策略进行了大量的试验,对试验过程中采集的数据采取了
优化处理,对实验结果进行了分析、总结,对轨压控制系统软硬件的深化研究以及轨
压控制图的优化处理等技术提出了进一步的策略。文章的目的旨在为以后的研究
工作积累资料,并能为后续工作做些参考。最终目的是希望通过对电控共轨压力系统
的研究以实现高压共轨燃油喷油系统与发动机的良好匹配。
关键词柴油机,高压共轨系统,轨压控制,控制策略
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果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含他人已经发表
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签名国一耳扭一日期,‘
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签名导师签名日期
绪论
绪论
课题研究的目的和意义
目前,随着世界范围内环境污染的不断恶化以及能源的逐渐枯竭,研究一种排
放低、经济性好的汽车燃油供给系统无疑是非常必要的。
高压共轨系统是迎合这一需求的很有前途的新技术,是目前最为先进的燃油喷
射系统,它被认为是二十世纪内燃机技术的三大突破之一。它能使柴油机在各种工
况下的燃烧达到最佳状态,有效改善柴油车的排放性能,而且还可以显著提高柴油
机的动力性和经济性,又可以降低柴油机的燃烧噪音
此系统适合于全电子柔性控制,采用了压力—时间燃油计量方式,即燃油喷
射量是由喷射油压和喷油脉宽共同决定的,其在实现高压喷射的同时可独立控制喷
油量、喷射压力、喷油正时与喷油规律。换句话讲,该系统可在柴油机的全工况范
围内实现高压喷射,而不受柴油机转速与负荷的限制。
共轨压力近似为燃油喷射压力作为高压共轨系统最为重要的控制参数之一,
是高压共轨电控系统研究与开发的关键,不仅对喷油量有着十分重要的影响,而且
对燃油雾化及燃烧也起着决定性的作用。因此对燃油压力的控制精度直接影响着柴
油机的燃烧、排放、噪声以及动力性、经济性等性能。
课题国内外的研究现状
采用电子控制技术是当前柴油机技术发展的重要方向之一。柴油机电子控制的
核心是燃油系统,柴油机电控喷油系统产生于世纪年代,由传感器、电控单
元和执行器组成,电控单元实时检测柴油机运行参数,根据柴油机状态来确定喷油
定时和喷油量,向执行器发出控制指令,执行器根据控制指令调节柴油机的供油系
统,同时进行故障处理。电控喷油系统按燃油泵控制方式分为位置式、时间式和
时间一压力式三种系统
第一代电控系统是位置式电控喷油系统。它是在传统机械喷油泵基础上,用
电子执行器代替机械油量和喷油定时的调节机构,采用电液执行器、电磁铁、步进