一種共軌柴油機噴油器的動態模型

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一種共軌柴油機噴油器的動態模型

共軌噴射系統的研究有助于提高柴油機在功率、噪聲和污染物排放等燃油燃燒性能。提出了一種能預測穩態和瞬態行為的柴油機共軌噴油器數學模型，該模型主要是基于流體力學和機械原理的物理調節規律，并從已知的數學數據或試驗測試得到其參數值。由于該模型明確地考慮到系統的幾何特征，其可以很容易地適應不同的機械配置。該模型能準確預測最有代表性的動態變量。此外，通過模型良好的預測能力，使模型適合塑造燃油率優化策略和控制器的設計及性能評價。該模型易于融入整個共軌噴射系統的設計及復雜的壓力控制策略評價方案中。

電控噴油器模型應用在Matlab/Simulink環境中仿真。為了評估模型的性能，將模型仿真結果與實際噴油器所獲得的試驗數據進行了比較，結果表明，仿真精確度在可接受范圍內。通過對模型幾何數據參數的推導，得出在不同操作條件下進行的試驗測試也是可行的。

（1）通過對模型的功能來預測穩態系統的情況。在保持壓力恒定的情況下，在一個周期的噴油器各種開放時間間隔內測量注入燃料總量。由于噴射系統的目的是精確計量如何將燃料有效地噴入缸內，注入量的準確預測對燃料的使用量是非常重要的。仿真結果與試驗數據匹配精度好，則顯示出不同工況下良好的預測能力。

（2）通過模型能力檢查預測系統動力學。通過試驗和仿真結果可以得出，仿真結果與參考測量值吻合度很好。然而，在比較模擬噴射試驗與實際試驗時發現，噴射的起始和結束存在將近1ms的延遲。

（3）在燃料注射周期中，通過模型對噴油器比較試驗及模擬仿真，協調驅動電流的模擬值與實測值之間顯示對電磁閥電路的模型預測的有效性。振幅振蕩的差異可以在穩定狀態條件下觀察到。

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

編譯：袁建昆