基于運動方程模型的高壓油管的壓力控制研究

虞攀 閆蘇蘇 程瀟雅

摘? ?要：本文在建立模型和求解的過程中，忽略單向閾值的開始時刻與噴油器的工作時刻的相對偏差，構建規劃模型使其目標函數的壓力變化值趨近為0，用以保證高壓油管內的壓力穩定在100MPa左右。在體積與密度固定的情況下，如何維持質量的守恒就成為了解題點。本文通過構建運動方程模型，并采用微分方程形式對其進行求解得出了在不同的壓力狀態下油管的壓力閥的開啟調整策略，從而解決了高壓油管的壓力控制研究方面問題。

關鍵詞：回歸統計? 灰度預測? 運動方程模型

燃油機是目前世界上應用領域極為廣泛的一種熱力機械，它具有熱效率高、轉速和功率范圍寬等特點[1]。日益嚴重的能源和環境問題迫使燃油機朝低污染、低油耗和高功率的方向發展，而一個燃油機的好壞很大程度上取決于它的燃油噴射過程[2]。所以噴油器的工作性能直接影響著燃油機高壓油管內壓力的變化，從而使噴出燃油量出現偏差而影響發動機的工作效率。燃油機生產企業為了資源的利用率，必須降低因高壓油管漏油、斷裂而出現的事故，如果盲目以采用高標準材料制造高壓油管，則會提高成本，所以如何使用原有材料油管并提高其使用可靠性成為了一項新的問題，對燃油機生產企業有非常重要的經濟意義[3]。

1? 模型建立與求解

1.1 對問題進行分析

觀察題目可得，要保持高壓油管內壓強恒定，且在經歷較長時間后，最終達到壓力保持不變，此過程符合質量守恒定理。在不考慮單向閾值的開始時刻與噴油器的工作時刻的相對偏差情況下，假設開啟是瞬時的，建立一維高壓油管流體運動方程，保證單向閥與噴油器油量輸入輸出為均值。其次，當高壓油管內壓力需求變化時，由于要求在固定時間內達到額定值，從而不考慮體積變化情況，這時設置中間平緩期。本文從其一維高壓油管流體運動方程著手，發現其滿足一維流體水機定理，所以借助連續方程，將體積變量離散化，進而對開啟時長進行遞推求解。

1.2 一維高壓油管流體運動方程模型建立

1.3 一維高壓油管流體運動方程模型求解

2? 模型檢驗

問題的求解借助一維高壓油管流體運動方程模型，采用微分方程形式對其進行求解，其采用的邊界條件為初始各區域壓力大小，壓力差，以及噴油質量，即從最外層入手，引入流體力學知識對方程進行遞推求解。觀察發現，凸輪和柱塞的運動參數具有極大的關聯性。

3? 結語

由以上結果可知一維高壓油管流體運動方程模型對此類問題求解具備較高可信度。在噴油器端的工作周期與噴油時間固定的情況下，維持高壓油管內的壓力不變， 即保證噴油器噴油與單向閥供油的質量相等。設單向閥的開啟時間為變量，建立連續方程求解。當壓力內增時，流量受壓力和密度的影響而呈非線性變化，因此需要求解流量變化率，結合質量守恒條件以微分形式建立模型。相同壓力下的穩定性不會受動態過程的時長影響。設置中間平緩期，建立一維高壓油管流體運動方程模型，滿足一維流體水擊定理，代入體積流量可以得出開啟時長。

參考文獻

[1] 海方玉.柴油機的供油壓力及波形分析[J].黑龍江交通科技，2011，34（8）： 220.

[2] 朱鈺，張天野，尹自斌，等.船用中速柴油機電控燃油噴射系統匹配[J].內燃機工程，2015，36（2）：138-144.

[3] 祝強.利用計算機技術將凸輪型線轉換為氣門升程[J]. 摩托車技術，2008（5）：28-30.