共軌柴油機噴油器的建模

共軌柴油機噴油器的建模

噴油器是柴油機上的一個重要部件，采用共軌燃油噴射的噴油器能夠減少柴油機運行過程中產生的燃燒噪聲和顆粒物排放。在柴油機運行過程中，柴油不完全燃燒可能造成噴油器焦化，或長時間運行可能造成噴油器磨損，噴油器這些不同形式的老化現象都會降低缸內柴油噴霧的成形品質。因而，對噴油器噴射率的估計，需要建立新的噴油器模型，并引入新的估計方法。

以德國博世公司生產的CRIN 3.18電磁共軌柴油噴油器為原型，建立噴油器模型，估計其噴射率。原型噴油器的主要結構包括電磁鐵組件、銜鐵組件、閥組件、噴油器體和油嘴偶件，對其進行建模的難點是需要對可能發生的老化失效故障進行模擬。建模時，首先利用噴油器共軌壓力和柴油機活塞升程作為輸入，建立以狀態方程表示的噴油器內部柴油流動的動力學模型；之后對噴油器主要的老化失效故障進行建模，主要的老化失效故障包括閥座顆粒磨損、油嘴噴孔顆粒磨損、閥桿導向磨損和閥球顆粒磨損。將建立的噴油器老化失效故障模型與擴展卡爾曼濾波器觀測器結合，用來模擬噴油器可能發生的故障。

在Matlab/Simulink環境中，對建立的噴油器模型進行仿真，主要對噴油器的柴油噴射率進行估計。將仿真估計的結果與沒有加入老化失效故障模型的噴油器估計結果，以及實際測量結果進行對比發現，所建立的噴油器模型對柴油噴射率的估計結果更加接近實際值。

Oliver Hofmann et al.SAE 2017-01-0543.

編譯：王祥