仿真计算软件在高压共轨电控柴油机标定优化中的应用
高压共轨柴油机工作过程仿真及性能参数优化
２ 缸 内燃 烧 模 型 的建 立
仅 可 以降低 发动 机 的研 发 费 用 ， 省 人 力 、 力 ， 节 物 缩 短 研制 周期 ， 而且 可 以掌 握 发 动 机 的 主要 结 构 参 数
的设 计 和 试 验起 到 积 极 的 指 导 作 用 。
关 键 词 ： 油 机 ；高 压 共 轨 ； 作过 程 ； 化 柴 工 优
中 图 分 类 号 ： Ｋ４ １ ２ Ｔ ２ ． 文 献 标 志 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ — ２ ２ ２ １ ） ５０ ５ —５ ０ １２ ２ （０ １０ —０３０
节点 编号 ； ＴＨ１为节气 门 （ 方便 Ｅ ＧＲ废气 的 引入 ） 。 在 柴 油机工 作 过 程 仿 真 中 ， 界条 件 的确 定 是 边 仿 真 的重要 内容之 一 。在 众 多边 界 条 件 中， 烧 过 燃
程 放热 规 律 的确 定 最 为重 要 。在 ＡＶＬ Ｂ ｏ ｔ 件 ｏｓ 软
第 ５期 （ 总第 １ ６ ） ９ 期 ２１ Ｏ １年 １ Ｏ月
车
用
发
动
机
Ｎｏ ５ Ｓ ｒａ ． ９ ） ． （ ｅ ｉｌ Ｎｏ １ ６
Ｏｃ ．２ １ ｔ Ｏ１
ＶＥ Ｈ Ｉ ＣＬＥ ＥＮ ＧＩ Ｅ Ｎ
高 压 共 轨 柴 油 机 工作 过 程 仿 真 及 性 能参 数 优 化
雷基 林 ，黄 志平 ．中立 中 ， 玉华 ，张 学 丈 毕
对 其性 能 的影 响 ， 而 对 发 动 机 的设 计 和试 验 起 到 从 积 极 的指导 作用 ’引。 为此 ， 研究 以现 有 ４缸 发 动机 的结构 和性 能 本
高压共轨柴油机电控系统的标定与测试
高压共轨柴油机电控系统的标定与测试作者：邓经纬陈星宁李少鹤陈昭稳来源：《科技视界》2012年第32期【摘要】本文主要介绍了高压共轨柴油机电控系统的标定与测试中的标定/匹配的常用方法，高压共轨柴油机控制系统的标定过程以及标定/匹配实验台架及工具简介这三个方面的内容。
【关键词】高压共轨柴油机；电控系统；标定随着电子控制技术在发动机电子控制系统中的广泛应用，这给电子控制系统与高压共轨柴油机的标定/匹配技术带来了新课题。
对于基于模型开发的电控系统，在其数学模型和硬件模式基本确定的前提下，要让其匹配的柴油机发挥出最优的性能，就取决于软件部分的最佳标定参数了，而这个取得最佳标定参数的过程，就是标定/匹配。
标定是根据整车的各种性能要求（动力性、经济性和排放性等），调整、优化和确定电控系统的运行参数和控制参数的过程。
它包括所有为此而进行的研发、台架和实验室的实验、道路试验、验证等过程。
基准三位MAP图优化是标定过程中的一项内容，也是匹配标定的基础。
而基准三位图一般采用多参量交叉组合法制取，整个MAP平面上每个参数的实验次数多达上千次，以获得各节点上对应功率最佳、经济性最佳和排放量最佳的不同的控制参数，为整个标定过程打下了重要的参考基准。
当然，标定工作量也随之增大。
为了节省人力、物力及财力，通常需采用一定的方法来进行匹配标定。
1 标定/匹配的常用方法标定/匹配过程中，根据需要一般分为在线标定和离线标定修改控制参数。
通常以笔记本作为上位机，通过串口连接ECU的K-线或CAN通讯，进行在线实时调整参数，因此，整个标定工作一般基于Vectory CCP方案。
1.1 人工标定目前，比较常用的发动机标定方法大部分采用专业的标定软件来辅助标定。
如Vectory公司的CANape，或者是ETAS公司的INCA（ETK）标定工具，均能满足用户的标定工作要求。
1.2 自动标定技术人工标定需求实验人员多，采集数据的工作量大，操作复杂，其测量误差也大。
高压共轨电控喷油器的仿真模拟计算
图 １ Ｒ ｂｒ Ｂ ｓｈ 轨 系 统 ｏｅｔ ｏｃ 共
收 稿 日期 ： ０ １ ２一ｌ ；修 回 日 期 ：２０ ２ ０ —１ Ｏ ０２—０ ４—０ ８
作 者 简 介 ：王 尚 勇 （９ ９一） 男 ， 肃 省 兰 州 市 人 ，９２年 毕 业 于 西 安 交 通 大 学 ， 教 授 ， 要 研 究 方 向 为 柴 油 机 电 控 及 流 体 传 动 与 控 制 １４ ， 甘 １８ 副 主
到 共 轨 内 ， 动 机 每 缸 都 由一 个 独 立 的 高 速 响 应 电 发 磁 阀来 控 制 喷 油 器 的 工 作 ， 一 喷 油 器 通 过 各 自的 每
一
根高压 油管连接 到 公共 油轨 上 ， 系统 内 的 油 压 由
喷 油 定 时 和 喷 油 量 的 自由选 择 。 高 压 共 轨 喷 油 系 统
就 是 与 此 要 求 相适 应 的一 种 全 新 电 控 喷 油 系 统 。 本 文 通 过 应 用 Ｈｏ ｍａｔｒ ｗ ｓ ｅ ２通 用 流 体 管 路 系 统
电控 回 路 控 制 。 电 控 回路 由共 轨 压 力 传 感 器 、 力 压
控 制 阀 及 Ｅ Ｕ等 部 件 组 成 。 大 喷 射 压 力 达 Ｃ 最 １５ ＭＰ ； 轨 油 压 在 整 个 喷 射 过 程 中基 本 保 持 不 ３ ａ 共 变 ， 独立 于 发 动 机 的转 速 和 负 荷 而 自由选 择 ； 于 且 用
塾 传 器 力 感
限流器
油 箱
节流 孔 Ａ
油 轨
甲
限 阀 压
Ｚ 回 高压 油 进 入
喷油器总成
带 预 供 油 泵 的 高压供 油泵
传感器
高压共轨柴油机ASD的优化设计与建模仿真
第56卷 第4期Vol. 56 No. 42018年4月April 2018农业装备与车辆工程AGRICULTURAL EQUIPMENT & VEHICLE ENGINEERINGdoi:10.3969/j.issn.1673-3142.2018.04.017高压共轨柴油机ASD的优化设计与建模仿真郭帅帅，申立中，王正江，杜金博(650500 云南省 昆明市 昆明理工大学 云南省内燃机重点实验室)[摘要]在对高压共轨柴油机ASD控制策略研究的基础上，利用MATLAB/Simulink仿真平台对ASD全部模块进行了建模仿真，并对仿真结果进行了分析；对 ASD的PDT1控制模块进行了优化设计，为了便于动态对比，利用LabVIEW软件对优化设计进行了程序的编制并进行了仿真分析。
研究结果表明，与传统调速器相比，ASD调速特性显著提高且抗干扰能力明显增加，并对转速变化趋势有预测性。
[关键词] 柴油机；ASD；建模仿真；优化设计[中图分类号] TK422 [文献标识码] A [文章编号] 1673-3142(2018)04-0072-04 Optimization Design and Modeling Simulation of ASD for High Pressure Common Rail Diesel EngineGuo Shuaishuai, Shen Lizhong, Wang Zhengjiang, Du Jinbo(Key Laboratory of IC Engine of Kunming University of Science and Technology, Kunming City, Yunnan Province 650500, China) [Abstract] Based on the study on control strategy of ASD for high pressure common rail diesel engine, all the modules of ASD are simulated by using MATLAB/Simulink simulation platform, and the simulation results are analyzed; The PDT1 unit control of the ASD control module is optimized, the LabVIEW software is used to program the optimization design in order to make a dynamic comparison. The results show that speed characteristics of ASD have improved significantly, anti-interference ability has increased significantly, and the trend of speed is predictive, compared with the traditional governor.[Key words] diesel engine; ASD; modeling simulation; optimized design0 引言自动控制技术的发展和排放法规的日益严格对高压共轨柴油机调速性能提出了越来越高的要求[1]。
提高高压共轨系统高压供油泵供油效率的仿真研究
时、 喷油速率变化和喷油量 ， 因此它可以极大提高柴油机动力性
（ ２ ）
能和燃油经济性 ， 实现低排放 、 低噪音 。 在高压共轨 系统 中， 共轨 式 中： 柱塞 腔压力变化 所引起 的压缩 油量变 化 ； ９广 Ｑ 一柱 塞 管的燃油 由高压油泵压人 。 因此高压供油泵的供油 能力 ， 对整个 瞬时压入 油量 ； Ｊ 通过 出油 阀流 出的流量 ； 柱塞腔流 向 ９Ｉ 厂 Ｑ 共轨 系统的工作性能有重要的影响。
一
大， 也将使驱动扭矩的大大增大 ， 并且对柱塞加工精度的要求更 越 函数 ， ０或 １ 取 。 高。 在泄露和驱动扭矩 允许下 ， 可以适 当增大柱塞直径和柱塞升 当高压供油泵的柱塞 参数确定后 ，油泵的实 际单循环供油
程 。柱塞直径 和升程确定后 ， 油泵的理论排量也就确定 了， 在一 量 和进油 阀、 出油阀 、 余隙容积有关 。 定的理论排量下 ， 提高油泵 的供 油效率 ， 不仅可 以提高油泵的供
理论依 据 。
关 键词 ： 共轨 ； 高压供 油 泵 ； 真优 化 仿
【 ｂｔ ｃ】 ａ ｕ ｔｎｍ ｄｌｆｈ ｈ ｒ ｓｒ ｆｎ ｃ ｏ ｕ ｐ ｏ ｃｍ ｏ ｉｉ ｅｔ ｎ ｙ— Ａ ｓ ａｔ Ａ ｃｌ ｌ ｉ ｏｅ ｏ ｇ ｅ ｕｅ ｊ ｔ ｎ ｍ ｒ ｏ ｍ ｎｒ ｌｎ ｃ ｓ ｒ ｃ ａｏ ｉ ｐ ｓ ｉｅ ｉ ｐ ｆ ａ ｊ ｉ ｓ ｏ
ｃ ｍｍｏ －ａ ｊｃｉ ｙ ｔｍ ｏ ｎ ｒｉｎ ｔ ｎ ｓｅ ｌ ｅ ｏｓ Ｉ
Ｗ Ｕ Ｃ ｕ ， ＡＮＧ — ｉ， ＨＡＮＧ ｉ ｉ ａ ｈ ｌＷ Ｙａ ｗｅ２ Ｚ Ｍｅ — ｎ ｏ
（Ｓ ｕｈ ｒ ａｇｚ ｎｖｒｉ ， ｘ ２ ４ ２ ，ｈｎ ） Ｗｕ ｉ ｉ ｒｕ ｏ ． ｄ Ｗｕ ｉ １ １２ Ｃ ｉａ ’ｏ ｔｅｎＹ ｎ ｔ Ｕ ｉｅｓｙ Ｗｕ ｉ １ １ ２ Ｃ ｉａ （ ｘ Ｗｅ ｕＧ ｏ ｐｏ ｍ ， ， ｘ ２ ４ ２ ， ｈｎ ） ｅ ｔ ｆ ｈ
高压共轨系统高压管路压力波动特性仿真研究及结构优化
高压共轨系统高压管路压力波动特性仿真研究及结构优化一、本文概述随着汽车工业的快速发展，燃油喷射技术作为发动机性能提升的关键技术之一，正日益受到研究者的关注。
其中，高压共轨系统作为一种先进的燃油喷射技术，以其燃油喷射压力高、喷射速率快、喷射控制灵活等特点，在柴油发动机领域得到了广泛应用。
然而，高压共轨系统中的高压管路压力波动问题，一直是制约其性能进一步提升的瓶颈。
因此，对高压共轨系统高压管路压力波动特性的深入研究，以及相应的结构优化，具有重要的理论和实践意义。
本文旨在通过仿真研究，分析高压共轨系统高压管路压力波动的特性，揭示其影响因素和波动规律。
同时，基于仿真结果，对高压管路的结构进行优化设计，以降低压力波动幅度，提高系统的稳定性和燃油喷射精度。
研究内容包括但不限于高压管路的结构设计、材料选择、连接方式、管径大小等因素对压力波动的影响，以及如何通过结构优化来减少压力波动。
本文的研究方法主要包括理论分析和仿真模拟。
通过理论分析，建立高压共轨系统高压管路压力波动的数学模型，为后续仿真研究提供理论基础。
然后，利用专业的仿真软件，对高压管路在不同工况下的压力波动进行模拟分析，以获取详细的压力波动数据。
基于仿真结果，对高压管路的结构进行优化设计，并通过仿真验证优化效果。
本文的研究成果将为高压共轨系统高压管路的设计和优化提供理论支持和实践指导，有助于提升柴油发动机的燃油经济性和动力性能，推动汽车工业的持续发展。
本文的研究方法和成果也可为其他类似系统的设计和优化提供参考和借鉴。
二、高压共轨系统高压管路压力波动特性分析高压共轨系统是现代柴油发动机的核心部分，其高压管路内的压力波动特性对于系统的稳定性和燃油喷射的准确性具有决定性的影响。
为了深入了解这些特性，我们进行了详细的仿真研究。
我们建立了一个高压共轨系统的仿真模型，该模型考虑了燃油泵、高压管路、喷油器以及相关的控制阀等多个组件。
通过模拟发动机在不同工况下的运行，我们观察到了高压管路内压力波动的动态过程。
高压共轨时电控燃油喷射系统的计算机仿真
2 2 1 B aS Υ = 2 Λ0 2S Λ0
( 10)
( 1)
④电磁阀运动方程
mV
( 2)
dX V - K 1X V dt dX V dX V - K 2 (X V - X V m ax ) - C 2 ×10- 6 ( 11) C1 dt dt 式中: P p 为柱塞腔的压力; h p 为柱塞升程; v p 为柱
油嘴腔集中容积; P n j 为压力室压力; d N 为针阀直 径; hN 为针阀升程; d hN d t 为为针阀速度; hN m ax 为针 阀最大升程; d y 为压力室直径; ∆ N 为针阀偶件间隙; L N 为针阀偶件密封长度; Η为针阀座面夹角; ( ΛF ) n j 为喷油嘴腔至压力室的有效流通面积; V n j 为压力室 集中容积; P c 为气缸中平均压力; ( ΛF ) nh 为喷油嘴 有效流通面积; F 为喷孔总截面积; V b 为控制腔集 中容积; ( ΛF ) b 为控制腔至回油道的有效流通面积;
Com puter s i m ula tion of h igh pressure comm on ra il type electron ic - con trol fuel in jection system
L I Z heng 2shua i , L U Y ao2z u
1 2
( 11Shangha i In terna l Com bu stion Eng ine In stitu te, Shangha i 200432, Ch ina; 2 1Schoo l of M echan ic and E lectron ic, X i′ an U n iversity of A rch itectu re and T echno logy, X i′ an 710055, Ch ina )
仿真计算软件在高压共轨电控柴油机标定优化中的应用
１ 软 件 基 本 介 绍
Ｇ Ｔ—ｐｗｒ Ｇ ｏ ｅ 是 Ｔ—Ｓ ＩＥ系 列 软件 中最 著 名 的 ＵＴ
一
款 软件 ， 一款 包 括 高 级发 动 机 设 计 概念 在 内 的 是
发动机仿真分析软件 ， 应用范围非 常广阔。它基于
管 内或有 限容 积 的一 维 流动 理 论 ， 由许 多 有 特 殊 用
Ｂ ｅ ａ ｂａ ｏ （ Ｃ ｔ ｌ ｘｉ ａ ａｅ． ｓ ａ ｄＣ ｉｒ ｉ ＭＢ ） ｏ ｏ Ｍ ｔｂ１ ｌ ｔｎ ｏｂ ｎ ｌ Ｋｅ ｒｓＳｍ ｌ ｉ ； ｉ ｅ Ｅ ｇ ｅ Ｔ—ｐ ｗ ｒＭ Ｃ ｙＷｏｄ ：ｉ ｕ ｔｎ Ｄｅ ｌ ｎ ｎ ；Ｇ ａｏ ｓ ｉ ｏ ｅ； Ｂ
引 言
摘 要 ： 了降低 柴油机 标定 的成本 ， 用 Ｇ 为 应 Ｔ—ｐｗ ｒ 立 了一 款 电控 高压 共轨 柴油机 的仿 ｏｅ 建
真模 型 。仿 真结 果与原 有 的试验 数据 对 比 ， 明该 仿 真模 型 具 有足 够的 精 度 ， 以 为 Ｍ ｔｂｌ 证 可 ａａｅ ｌ
软件 中的 Ｍ ｄｌ Ｂｓ ａｂ ｔｎ Ｍ ｃ 工具箱提供发动机控制参数 输入 与性能输 出的数据 ｏｅ— ａ ｄｃｌｍ ｉ （ Ｂ ） ｅ ｉ ０
柴油 机具 有 油 耗 低 ， 力性 强 等优 点 。但 是 随 动
个反 映发 动机输 入 控制参 数 与输 Ｇ Ｔ—ｐｗ ｒ 据 Ｙ ６ ｏｅ 根 ＣＪ发
着排放法规的 日益苛刻 ， 其在排放方面的压力也越
来 越大 。高 压共轨 柴 油喷射 系统 通过 灵 活柔性 地控 制 燃油分 配 、 喷油 定 时 、 喷射 压 力和 喷射 速率等 参数 具有 很高 的 响应 性 和 驾驶 舒 适 性 ， 同时 它 具有 优 良 的燃 油经 济性 和 低排 放 特 性 ， 能够 满 足 排 放 法 规 的 要 求成 为未来 柴 油机 的发展 方 向。可控 喷射参 数 的 增加 有利 于对 燃 烧 的 灵 活控 制 ， 同 时也 使 得 高压 但 共 轨柴油 机标 定 优化 的工 作 量 呈 指 数 级 增加 ， 使得 标 定 的成 本 急剧增 加 ， 至不 可能 。最 近几年 来 ， 甚 各 大 发动机 企 业和 汽车 企业都 在 研究 一种 新 的标 定 方 法— —基 于模 型 的标 定 ， 用该 种标 定 方法 ， 要 一 应 需
高压共轨喷油器喷射特性实验与仿真
高压共轨喷油器喷射特性实验与仿真高压共轨喷油器是现代柴油发动机的关键部件之一，其喷射特性对发动机的性能和排放有着重要影响。
为了深入了解高压共轨喷油器的喷射特性，本文将通过实验与仿真相结合的方式进行研究。
为了探究高压共轨喷油器的喷射特性，我们设计了一个实验方案。
实验主要材料包括高压共轨喷油器、柴油、流量计、压力传感器、温度传感器和高速摄像机等。
实验方法包括喷射过程观测、压力和温度数据采集以及喷射图像分析等。
实验过程中，我们通过高压油泵将柴油加压至100MPa，然后经由共轨管路输送到喷油器。
喷油器在收到指令后，将柴油喷入燃烧室。
在此过程中，我们利用高速摄像机记录了喷射过程，并使用流量计和压力传感器分别采集了喷油量和压力数据。
同时，通过温度传感器测量了柴油的温度。
通过实验，我们获取了大量关于高压共轨喷油器喷射特性的数据。
在分析这些数据的基础上，我们发现以下规律：喷射速度与压力：喷射速度与共轨压力呈正比关系。
在实验范围内，随着共轨压力的增加，喷射速度也相应加快。
喷射量与喷油器开启时间：喷油器开启时间与喷射量呈正比关系。
在实验范围内，随着喷油器开启时间的延长，喷射量增加。
喷雾形态：高速摄像机拍摄的喷射图像显示，喷油器喷射的柴油呈现圆锥形。
在喷油器针阀打开的瞬间，柴油从针阀出口喷出，形成一股扇形液柱。
液柱随着距离的增加逐渐扩散，最终形成圆锥形的喷雾形态。
高压共轨喷油器的喷射速度和共轨压力成正比，因此可以通过调节共轨压力来控制喷射速度。
喷油器开启时间与喷射量成正比，因此可以通过调节喷油器开启时间来控制喷射量。
柴油从高压共轨喷油器喷出后，形成的喷雾形态为圆锥形。
这种喷雾形态有利于柴油在燃烧室中快速混合和充分燃烧。
在本次实验研究的基础上，我们可以进一步探讨高压共轨喷油器的其他喷射特性，例如喷射定时、喷油规律等。
这些特性对于发动机的性能和排放有着更为重要的影响。
因此，我们计划在未来的研究中，通过对这些特性的深入分析，为高压共轨喷油器的优化设计和发动机性能提升提供更多理论依据和技术支持。
一种基于仿真模型的柴油机虚拟标定方法
和 可靠性 。然 后 ，以基 本 喷 油 脉 宽 、喷 油 提前 角 、 对 比如图 ２、３、４所示 。
ＥＧＲ阀开度 （含进 气 节 流 阀开 度 ）等 影 响 性 能 、油 耗和排 放 的主 要 因素 为 可 变 的控 制 参 数 ，在仿 真 模 型上 进 行 多 工 况 虚 拟 试 验 。最 后 ，以仿 真 模 型 输 出 的扭 矩 、ＮＯ 浓度 为优 化 目标 ，借 由 自编 的优 化算 法 ，实现控 制参 数 的虚 拟标 定 。
常用 的电控 参 数 标 定 方 法 包 括 ：人 工 手 动 标
定 、在线 自动标定 和 离线 标定 。其 中 ，人 工手 动标 定 由工程 师根 据 经 验 调 节 控 制 参 数 ，往 往 费 时费 力 ；在线 自动标 定使 用 自动标 定 系 统 在 发动 机 试 验 台架 上 自动 完 成 参 数 优 化 ，试 验 时 间 短 、精 度 高 ，但 试验 设备及 软 件成 本 较 高 ；离 线 标定 则 是在 发 动机试 验 台架 上 获 取 一 定 规 模 的试 验 结 果 ，由 计算 机对 结果 进 行 分 析 和 自动 优 化 ，其 标 定 精 度 优 于人工标 定 ，成 本则低 于在 线 自动标定 Ｊ。
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】 Ａ ｖｉｒｔｕａｌ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａ－
ｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ ｏｆ ａ ｓｍ ａｌｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｍｏｎ－ｒａｉｌ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ．Ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ａ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ＣＡＤ ｅｎｇｉｎｅ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ａ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｏｎｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｔｅａｄｙ— ｓｔａｔｅ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｎ ｔｈｅ ｇｌｏｂａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｅｓｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｐｏｒｔｆｏｌｉｏ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ａｌｌ·ｒｏｕｎｄ ｖｉｒｔｕａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｏｕｔｃｏｍｅｓ ａｒｅ ｔｈｅｎ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｐｒｅｃｅｄｅｄ ｗｉｔｈ ａｎ ｉｎ—ｈｏｕｓｅ Ｍ ＡＴＬＡＢ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ＳＯ ａｓ ｔｏ ａｃｃｏｍ ｐｌｉｓｈ ｔｈｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｅｎｇｉｎｅ． Ｔｈｅ ｒｅ－ ｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｈａｖｅ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ａｂｌｅ ｔｏ ｓｏｕｎｄｌｙ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ａｎｄ ｆｕｅｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｅｎｇｉｎｅ， ａｎｄ ｃａｎ ｅｆｉ ｃｉｅｎｔｌｙ ｒｕｎ ｌａｒｇｅ ｑｕａｎｔｉｔｉｅｓ ｏｆ ｖｉｒｔｕａｌ ｅｘｐｅｒｉ－ ｍｅｎｔｓ，ｓｕｐｐｌｙｉｎｇ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｓｔｅｐ ｗｉｔｈ ｓｕｆｉｃｉｅｎｔ ｄａｔａ． Ｉｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｗｉｔｈ ｇｅｎｅｒａｌ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ，ｖｉｒｔｕａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｃａｎ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｉｇｎｏｒｅ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｅｎｇｉｎｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｔａｎｄｓ，·ｗｈｉｃｈ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒ— ｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｉｍ ｅ ａｎｄ ｅｘｐｅｎｓｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ ｉｎｖｏｌｖｅｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．
基于AMEsim的柴油机高压共轨燃油喷射系统的仿真研究
二、文献综述
柴油机高压共轨燃油喷射系统是一种先进的燃油喷射技术，它可以提高柴油 机的燃油雾化效果和燃烧效率，从而降低柴油机的排放和噪声。近年来，国内外 学者对柴油机高压共轨燃油喷射系统进行了广泛的研究。
从国内外研究现状来看，研究主要集中在系统结构、工作原理、优化设计以 及性能测试等方面。如张志勇等人建立了高压共轨燃油喷射系统的数学模型，并 对其进行了仿真研究；赵亭等人利用AMESim软件对柴油机高压共轨燃油喷射系统 进行了建模和仿真，并分析了不同参数对系统性能的影响；徐晓宇等人则重点研 究了高压共轨燃油喷射系统的控制策略和优化方法。
文献综述
柴油机高压共轨燃油喷射系统的研究已经取得了许多重要的成果。根据文献 综述，目前的研究主要集中在以下几个方面：
1、喷射压力控制：通过控制高压燃油泵的输出压力，实现柴油机高压共轨 燃油喷射系统的喷射压力控制。
2、喷射策略优化：通过优化喷射策略，改善燃油的雾化效果和燃烧过程， 从而提高柴油机的性能和排放。
参考内容二
柴油机高压共轨燃油喷射系统是一种先进的燃油喷射技术，其在现代柴油机 中发挥着至关重要的作用。本次演示将详细介绍高压共轨技术的基本原理、共轨 喷油器的结构和工作原理，以及柴油机高压共轨燃油喷射系统的优势和案例分析。
一、高压共轨技术的基本原理
高压共轨技术是一种通过共轨压力传感器监测和控制燃油压力的喷射技术。 其主要特点是能够将喷油压力提高到很高的水平，且喷油过程能够实现灵活控制。 高压共轨系统由燃油泵、共轨管、喷油器、电控单元等组成。燃油泵将燃油增压 后输送至共轨管，共轨管内的燃油压力由电控单元进行监测和控制。当达到设定 压力时，喷油器开始喷油，喷油量和时刻由电控单元根据车辆运行状态和发动机 工况进行精确控制。
3、故障诊断与维护：通过建立柴油机高压共轨燃油喷射系统的故障诊断模 型，实现对其运行状态的监控和维护。
柴油机高压共轨压力控制的动态仿真与分析报告
柴油机高压共轨压力控制的动态仿真与分析作者：王军张幽彤仇滔王洪荣摘要：为提高高压共轨系统压力控制效果，进行了高压共轨系统的压力控制动态仿真研究。
简要分析了高压共轨压力控制的特征和要求；采用部件液压模型和流量边界模型组合法，给出了高压共轨系统压力控制计算模型；并用AMESim 液压仿真软件建立了四缸柴油机高压共轨压力控制仿真模型，进行了PID 的不同系数控制、控制周期和变目标控制仿真计算，对比了不同系数控制、控制周期和变目标控制的效果。
仿真结果表明，该模型能满足共轨压力控制要求，反映不同参数的控制效果。
关键词：仿真；共轨压力；PID 控制；柴油机引言1高压共轨电控喷油系统能柔性控制喷油参数，有效地降低柴油机排放，成为柴油机电控技术的主要手段。
共轨压力直接影响喷射压力、循环喷油量和喷油速率等参数的变化，精确地控制共轨压力能改善喷射特性，提高柴油机的动力性。
用PID 闭环调节方法控制共轨压力，必须选择合适的PID 系数，才能实现调节过程的快、准、稳。
目前调压PID系数整定常采用经验试凑法，它的盲目性大、技巧性很强，而且调试工作量较大。
通过借助计算机仿真,能有效地避免经验法的不足，能节约大量的人力、财力和时间，但在MATLAB/ SIMULINK 环境下建立调压PID 控制模型，由于简化了系统的液压流体因素，控制效果与实际结果相差较大[1]。
笔者在兼顾了部件液压关系、流量边界和PID 控制要求的基础上，建立共轨压力控制动态模型，研究控制参数对压力控制效果的影响，对实际共轨压力控制提供一定的指导作用。
1 共轨压力PID 控制高压共轨喷油系统由高压泵、共轨管、高压油管和电控喷油器组成，它是一个典型的泵油、稳压、喷油各自独立的非线性液压系统。
共轨管能吸收高压油泵供油及燃油喷射引起的压力波动，保证喷油器在稳定压力下喷油。
电控单元(ECU)根据发动机转速脉冲信号，确定活塞压缩上止点位置，并发出信号控制共轨压力及喷油器喷油。
柴油机高压共轨式燃油喷射系统的仿真研究
关键词 ： 油机 ； 压共轨 ； 柴 高 电控 ； 油 喷 射 燃 中 图分 类 号 ： ４ ３８ 文 献标 识 码 ： 文 章 编 号 ：０ ６７４ （０ ８ ０ ４ ５０ ＴＫ １ ． Ａ １ ０—０ ３ ２ ０ ）５０ ６—５
Ｓｍｕａｉｇｔ ｅｈｇ － ｒｓｕ ｅｃ ｍｍｏ 。ａｌ ｕ ｌ ｎ ｔ ｎ ｉ ｌｔ ｈ ｉｈ－ ｅｓ ｒ ｏ ｎ ｐ ｎ。 ｉ ｆ ｅ ｉｊｃｉ ｒ ｅ ｏ
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（ ｏ ｌｇ ｆＰｏ ｒａ ｄ Ｅｎ ｒ ｙ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ，Ｈａ ｂ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｉｅ ｓ ｔ ，Ｈａ ｂ ｎ １ ０ ０ ，Ｃｈ ｎ ） Ｃ ｌ ｅ ｏ ｗｅ ｎ ｅ ｇ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｅ ｒ ｉ ｇｎ ｅ ｉｇ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ ｒ ｉ ５ ０ １ ｉａ
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高压共轨柴油机工作过程仿真及性能参数优化
高压共轨柴油机工作过程仿真及性能参数优化雷基林;黄志平;申立中;毕玉华;张学文【摘要】结合4缸柴油机缸内燃烧压力实测数据,利用AVL Boost软件Burn功能分析了燃烧放热规律,获得了模拟柴油机燃烧所需的Vibe燃烧模型参数,建立了模拟柴油机工作过程仿真模型.分析并优化了影响柴油机性能的进排气歧管直径和长度、配气相位、EGR率等性能参数,同时对涡轮增压器进行了匹配计算分析.研究结果表明,利用热力学仿真软件对发动机工作过程进行仿真计算,可以快速、准确地寻求发动机最佳性能参数,为发动机的设计和试验起到积极的指导作用.%Based on the combustion pressure of 4-cylinder diesel engine, the heat release rate curve was analyzed by BURN function of AVL-BOOST software, the parameters of Vibe combustion model for simulating the combustion were acquired and finally the simulation model of working process was established. The parameters of inlet and exhaust manifold diameter and length, valve timing and EGR rate which influenced diesel engine performance were analyzed and optimized. Moreover, the tur bocharger matching was analyzed and optimized. The results indicate that the calculation and simulation of working process with the thermodynamic simulation software is helpful to find the optimal performance parameters quickly and accurately, which has the positive role for guiding the engine design and test.【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2011(000)005【总页数】5页(P53-57)【关键词】柴油机;高压共轨;工作过程;优化【作者】雷基林;黄志平;申立中;毕玉华;张学文【作者单位】昆明理工大学云南省内燃机重点实验室,云南昆明 650224;昆明理工大学云南省内燃机重点实验室,云南昆明 650224;昆明理工大学云南省内燃机重点实验室,云南昆明 650224;昆明理工大学云南省内燃机重点实验室,云南昆明650224;昆明理工大学云南省内燃机重点实验室,云南昆明 650224【正文语种】中文【中图分类】TK421.2常规能源的日趋枯竭和排放法规日益严格迫使内燃机朝着低污染、低油耗和高比功率的方向发展。
高压共轨系统高压管路压力波动特性仿真研究及结构优化
高压共轨系统高压管路压力波动特性仿真研究及结构优化高压共轨系统高压管路压力波动特性仿真研究及结构优化摘要：高压共轨系统在现代柴油机中发挥着重要作用，其压力波动特性对柴油机性能具有重要影响。
本文通过仿真研究了高压共轨系统中压力波动特性，并提出了结构优化方案，以提高传动效率和减小压力波动对系统性能的不良影响。
1. 引言随着现代柴油机的发展，高压共轨系统已成为柴油机燃油系统的主流技术，其具有高效、节能、环保等优点。
在高压共轨系统中，压力波动是影响其工作稳定性和传动效率的一个重要因素。
因此，对高压共轨系统中压力波动特性的研究与分析具有重要意义。
2. 高压共轨系统压力波动仿真首先，建立了高压共轨系统的数学模型，包括压力控制阀、高压泵、高压管路和喷油嘴等组成部分。
然后，利用基于MATLAB/Simulink的仿真软件对系统进行建模和仿真。
通过改变系统的参数和工况条件，探讨了不同因素对系统压力波动特性的影响。
3. 高压共轨系统压力波动特性基于仿真结果，分析了高压共轨系统中压力波动的特性。
首先，压力波动的幅值随着高压泵的转速增加而增大。
其次，压力波动的频率主要受到高压泵和喷嘴的结构参数以及工况的影响。
最后，压力波动的形状和波动周期也与系统的工况条件以及参数密切相关。
4. 结构优化方案针对高压共轨系统中存在的压力波动问题，提出了一些结构优化方案。
首先，通过改变高压泵的转子结构和密封方式，减小了泵的内部泄漏，减小了压力波动幅值。
其次，通过优化喷嘴的针阀结构和控制策略，减小了喷嘴的喷油噪声，改善了喷雾的质量。
最后，通过改变高压管路的材料和参数，减小了管路的压力波动传播速度，提高了传动效率。
5.实验验证为了验证结构优化方案的有效性，进行了实验验证。
实验结果表明，结构优化后的高压共轨系统在控制压力波动方面具有明显的改善。
压力波动幅值和频率都得到了有效控制，系统工作更加稳定，传动效率有所提高。
6. 结论通过对高压共轨系统压力波动特性的仿真研究和结构优化方案的提出，本文揭示了高压共轨系统中压力波动的规律，并找到了一些有效的控制和优化方法。
基于MAP及模糊PID控制的高压共轨柴油机的研究
最理想的柴油机。高压共轨柴油机的系统是一个由机、电、 液相互结合的系统，它的喷油特性直接影响了柴油机的性能， 最重要的是可以全方位改进柴油机的性能，是目前柴油机研 究领域的主要方向。喷射压力、喷油定时和喷油量的灵活控 制，以及预喷射和多次喷射等措施是改善柴油机综合性能的 主要技术途径，而高压共轨系统是综合以上各种控制的非常 有效的形式。
Research on Fuel Injection System of Diesel Engine based on MAP and Fuzzy PID Control
He Shuangjie
Abstract: The high pressure common rail system can realize the flexible control of the fuel injection pressure, the fuel injection (College of Automation, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou Zhejiang 310018, China)
作者简介：何双杰（1990-），男，河南新乡人，硕士研究生在读。研究方向：控制工程。
— 59 —
计算机工程应用技术
1 概述
目前在国家对环境保护高度重视的情况下，柴油机在工 作过程中排放的大污染物，严重影响了人们的生活环境。为了 制约柴油机污染物的排放以实现保护环境的目的，人们对于车 辆和船舶排放提出了更加严苛的要求。传统的柴油机已无法满 足法律法规的要求，必须找到更加先进的技术来改进柴油机。 高压共轨柴油机是将来柴油机发展的一大趋势，是目前
quantity and the fuel injection timing. The improvement of the diesel engine performance mainly depends on the mechanical performance, the hardware circuit performance, the control strategy and the control algorithm. Fuel injection control system includes controls fuel injection pressure and injection rate. Want to ensure that the cylinder has a good quality of the mixture, we need to do fuel injection and fuel injection time, can achieve an ideal fuel law. Fuel injection control is mainly through the query MAP way, according to the different needs of the conditions to adjust the fuel injection pressure, and to achieve accurate control of the size of including the basic MAP query and modify the MAP map and so on. The control of the common rail pressure is the prerequisite for the the change of the working condition should be made after the start, and the common rail pressure should be stabilized. Therefore, the author chooses the fuzzy PID control algorithm. Finally, the whole system is simulated and verified by MATLAB simulation software. Key words: high pressure common rail; MAP; fuzzy PID; control strategy optimization of most of the control. When the starting time is to be established, the rail pressure should be established quickly, and
运用软件ascet实现电控柴油机的增压调节
图 3 前馈控制模块
3 2 理论值计算模块 该模块用来计算在不同工况下理论上柴油机所
需要的增压压力值, 此理论压力值是参数自适应模 块中计算最终增压压力值的一个输入参量, 确保最 终增压压力值更精确。图 4为 理论值计 算模块 在 ASCET 中的实现方式。首先依据喷油量、发动机平 均转速和大气压力参数通过静态计算模块得出静态 增压压力值。动态修正模块根据当前工况下的进气
传统的开发过程需要设计人员花费相当多的时 间去考虑硬件电路的实现和手工编写控制软件等问 题。某个控制参数的修改往往需要经过多方协调才 能得到实施, 这样导致了开发周期过长。
ETAS公司推出的 ASCET 软件结合现代软件工 程的方法论及最佳的实践经验, 从应用软件产品的 初始化设计到微控制器目标的代码自动生成, 完全 适应汽车设 计开发的过程与 要求。与 人工代码 相 比, 在 ASCET 环境下 生成代 码可 将开发 时间缩 短 30% 。
1 PCR 功能及开发工具介绍
1 1 PCR 功能 [ 6]
原稿收到日期为 2009年 9月 10日, 修改稿收到日期为 2010年 1月 4日。
94 8
汽车工程
2010年 (第 32卷 )第 11期
PCR系统主要用来实时调整柴油机增压压力, 从 而改善柴油机的燃烧情况, 降低油耗; 同时还可限制 增压压力过高以保护柴油机和增压器。 PCR 系统可 实现 3个目标: 增压压力的快速建立、稳定的压力特 性和在整个柴油机转速范围内所有加速踏板位置高 效率的转矩特性。影响增压压力的方法主要有: ( 1) 当增压压力超过设定值时, 旁通阀开启, 让一部分通 过增压器的气流流走, 由此降低空气压缩机的驱动效 率。 ( 2)通过改变涡轮的几何尺寸 ( VTG ), 能够影响 来自排气流动和转移到进气空气压缩机的功率。 1 2 ASCET 软件 [ 7]
船用二冲程高压共轨电控柴油机的运行仿真
船用二冲程高压共轨电控柴油机的运行仿真
陈铭治;郭慧茹;王海燕;张华武
【期刊名称】《上海海事大学学报》
【年(卷),期】2013(034)001
【摘要】为更好地培训轮机员操作船用二冲程高压共轨电控柴油机,并掌握其技术规范和工作原理,开发出电控柴油机控制仿真系统.该系统在柴油机建模基础上,运用计算机仿真技术,建立柴油机运行的控制仿真模型；以CAN总线构建仿真硬件平台；运用VB 6.0编程实现系统仿真.该系统已用于培训教学,仿真精度满足预期要求,为
高压共轨电控主机的仿真打下基础.
【总页数】4页(P41-44)
【作者】陈铭治;郭慧茹;王海燕;张华武
【作者单位】上海海事大学商船学院,上海201306;上海海事大学商船学院,上海201306;上海海事大学商船学院,上海201306;上海海事大学商船学院,上海201306
【正文语种】中文
【中图分类】U664.142;TP15
【相关文献】
1.高压共轨式电控柴油机动态仿真研究 [J], 梁锋;谭文春;肖文雍;王俊席;卓斌
2.高压共轨式电控柴油机故障诊断策略仿真研究 [J], 梁锋;杨林;谭文春;肖文雍;卓
斌
3.仿真计算软件在高压共轨电控柴油机标定优化中的应用 [J], 邱森;黄锦成;张志强;范毅
4.基于AMESim的船用电控柴油机燃油系统建模与仿真 [J], 杨柏枫;张国煌;许峻康;张迈;张前程
5.船用低速电控柴油机实时仿真模型开发研究 [J], 王勤鹏;李静;杨建国;余永华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高压共轨柴油机标定优化研究
高压共轨柴油机标定优化研究
范凯;陈宏;刘振明;欧阳光耀
【期刊名称】《柴油机》
【年(卷),期】2012(034)002
【摘要】针对自主开发的高压共轨电控柴油机,以经济性作为优化目标,以排放物的量值低于排放法规所限定的量值为约束条件,利用离线稳态优化标定方法,对控制参数如轨压、喷油提前角等的MAP进行了优化标定；研究了轨压、喷油提前角等参数对燃油消耗率和NOx排放的影响.研究结果表明:经控制参数优化,在全工况下,该高压共轨柴油机的燃油消耗率下降约为6％.
【总页数】3页(P1-3)
【作者】范凯;陈宏;刘振明;欧阳光耀
【作者单位】海军驻江南造船(集团)有限责任公司军事代表室,上海200129;海军驻洛阳四O七厂军事代表室,河南洛阳471003;海军工程大学船舶与动力学院,湖北武汉430033;海军工程大学船舶与动力学院,湖北武汉430033
【正文语种】中文
【中图分类】TK421+.4
【相关文献】
1.基于模型的高压共轨柴油机高海拔标定 [J], 周广猛;刘瑞林;孙文龙;马文彬;张文建
2.高压共轨柴油机预喷射标定试验研究 [J], 孔令龙;申立中;徐劲松
3.基于响应曲面法的非道路用高压共轨柴油机设计点优化标定 [J], 王俊;申立中;杨永忠;毕玉华;万明定
4.基于模型标定方法在高压共轨柴油机排放优化中的应用 [J], 李强;李承运
5.基于Kriging模型的高压共轨柴油机标定应用 [J], 柴智刚;张付军;刘波澜;黄英;付耿
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高压共轨柴油机排放标定试验研究
高压共轨柴油机排放标定试验研究发布时间：2022-06-22T01:07:51.562Z 来源：《中国科技信息》2022年2月第4期作者：赵德华[导读] 近些年来柴油机被越来越广泛地应用在汽车领域赵德华北油电控燃油喷射系统(天津)有限公司天津市 301701摘要：近些年来柴油机被越来越广泛地应用在汽车领域，但是柴油机本身具有的一些局限性，比如环境污染严重、氮氧化物排放量高和噪音污染大等，都限制了柴油机的发展。
高压共轨系统的柴油机在技术上对前人的经验进行革新创造，实现了对燃油喷射量、喷射压力和喷油正时的精准控制，还能够对燃油喷射的规律进行精准灵活的控制与调节。
另外，柔性多次喷射喷射燃油技术的实现成为了高压共轨柴油机系统不可多得的技术优势，也为其他电控柴油机的发展方向提出了崭新的思路。
本文选取了一台国产高压共轨柴油机作为研究对象，基于欧Ⅲ的排放标准中试验台架的优化特点和标定方法来进行研究试验，探讨高压共轨柴油机的排放标定情况。
关键词：高压共轨柴油机；排放；标定试验；研究一引言我国的工业技术发展迅速，各类工程机械设备畅销中外，销量排名领先世界。
汽车制造行业离不开发动机的制造水平，近些年来柴油机被越来越广泛地应用在汽车领域，但是柴油机本身具有的一些局限性，比如环境污染严重、氮氧化物排放量高和噪音污染大等，都限制了柴油机的发展。
这就需要继续对柴油机的性能进行深化完善。
在技术层面上来说，要想处理柴油机的环境污染问题，可以从净化机内与处理排出气体两个方面来共同实现。
高压共轨系统的柴油机在技术上对前人的经验进行革新创造，实现了对燃油喷射量、喷射压力和喷油正时的精准控制，还能够对燃油喷射的规律进行精准灵活的控制与调节。
另外，柔性多次喷射喷射燃油技术的实现成为了高压共轨柴油机系统不可多得的技术优势，也为其他电控柴油机的发展方向提出了崭新的思路。
二高压共轨柴油机的概述要想实现柔性多次喷射这一技术优势，就要在很大程度上增加匹配标定的相应工作量。
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的参数包括空气质量流量 、功率 、扭矩 、NOx 、FSN (烟 度 ;为下一步向 MATLAB 软件中的 Model - Based
度) 以及缸内压力曲线等 。图 2 所示为试验值与仿 Calibration (MBC) 工具箱生成发动机的控制参数和
真计算值的校准比较图 。由于篇幅有限 ,只给出了 输出性能参数数据库服务 ,其意义在于节lation ; Diesel Engine ; GT - power ;MBC
引 言
柴油机具有油耗低 ,动力性强等优点 。但是随 着排放法规的日益苛刻 ,其在排放方面的压力也越 来越大 。高压共轨柴油喷射系统通过灵活柔性地控 制燃油分配 、喷油定时 、喷射压力和喷射速率等参数 具有很高的响应性和驾驶舒适性 ,同时它具有优良 的燃油经济性和低排放特性 ,能够满足排放法规的 要求成为未来柴油机的发展方向 。可控喷射参数的 增加有利于对燃烧的灵活控制 ,但同时也使得高压 共轨柴油机标定优化的工作量呈指数级增加 ,使得 标定的成本急剧增加 ,甚至不可能 。最近几年来 ,各 大发动机企业和汽车企业都在研究一种新的标定方 法 ———基于模型的标定 ,应用该种标定方法 ,需要一
高压共轨电控柴油机 GT - power 模型如图 1 所
·8 ·
示:
内燃机与动力装置
2008 年 12 月
图 1 高压共轨电控柴油机 GT - power 模型
3 GT - power 模型的校准
发动机的控制参数和输出性能参数数据库 。
在 为 MATLAB 软 件 中 的 Model - Based 4 结 论
2. 4 摩擦损失 GT- power 中的发动机摩擦损失要在曲轴箱
( EngineCrankTrain) 中的 Friction 项中输入 ,这些数据 来自该机型以前的试验数据 ,其中个别工况的固定 平均有效压力摩擦损失见表 2 ,公式如下 :
FM EP = Constant park of FM EP + ( Peak Cylinder Pressure Factor·Pmax) 式中 : FM EP 为摩擦平均有效压力 ; Pmax为最大气缸 压力 ; Constant park of FMEP 为固定摩擦平均有效压 力损 失 ; Peak Cylinder Pressure Factor 的 建 议 值 为 0. 004～0. 006 。
4386. [ 3 ]韩强 , 杨福源 , 张京永 , 欧阳明高. 用于标定和优化的高
压共轨柴油机建模. 清华大学学报 (自然科学版) ,2004
(11) . [4 ]谢辉 ,陈礼勇. 电控柴油机标定中空间填充试验设计的应
用研究[J ] . 小型内燃机与摩托车 ,2008 , 37 (3) : 66 - 68. [5 ]朱神飞 ,李明海. 基于 GT —power 的柴油机配气定时的优
Calibration (MBC) 工具箱生成发动机的控制参数和
使用 GT - power 建立高压共轨电控柴油机的模
输出性能参数数据库以前 ,必须对模型的准确性进 型 ,可以比较准确地仿真计算发动机的输入控制参
行校准 。校准的方式是与试验数值进行对比 ,校准 数与输出性能之间的关系 ,具有足够的精度和可信
关键词 :仿真 ;柴油机 ; GT - power ;MBC 中图分类号 :TK421 文献标识码 :A 文章编号 :1673 - 6397 (2008) 06 - 0006 - 03
Application of GT - power on Calibration Optimization of High Pressure Common Rail Electronic - controlled Diesel Engine
直列 6 缸 、4 冲程 增压中冷 125mm 105mm 17. 5 199kW 2500rΠmin 299 631 75 427
2. 2 物理模型 根据软件的使用说明和该发动机的具体结构 ,
为了计算方便 , 将柴油机简化成由进气系统 、排气 系统 、燃烧系统 (气缸) 、喷油系统 、增压系统 、中冷
前角等 , 其中喷油规律近似的看成是矩形喷油规 律 ,喷油持续时间由计算获得 ,喷油量和喷油提前角 作为控制变量 ,设计成全局变量 ;增压器的压气机和 涡轮机必须分别输入特性曲线 , 这些参数由增压器 厂家提供的压气机和涡轮机的通用特性曲线获得 。
2. 3 数学模型 本数学模型中包括 3 个子模型 :热力学子模型 ,
2 高压共轨电控柴油机模型的建立
2. 1 实机参数 GT - power 建模的原型机是玉林柴油机厂生产
的 YC6J 型柴油机 ,具体的参数见表 1 。
表 1 YC6J 型柴油机主要参数
柴油机型式 吸气方式 冲程 气缸直径 压缩比 额定功率 额定转速
进气门开启 IVOΠ℃A 进气门开启 IVCΠ℃A 进气门开启 EVOΠ℃A 进气门开启 EVCΠ℃A
2008 年第 6 期
邱 森 ,等 : 仿真计算软件在高压共轨电控柴油机标定优化中的应用
·7 ·
途的零部件单元组成 (如气缸 、增压器 、气门 、曲轴 箱 、控制单元等) ,包括传热 、燃烧 、喷油等热力学 、流 体力学 、化学动力学模型 。应用有限差分原理 、质量 守恒原理和能量守恒原理解决非稳态 、可压缩 、非线 性的一维流动 。它可以模拟点火式发动机 、柴油机 、 二冲程或四冲程机 、增压机等多种活塞式发动机 。 用于预测稳态或瞬态的发动机性能 ,如 :所有管路段 的流量和流速 ,系统的温度和压力 ,发动机充气效 率 、功率 、扭矩 ,燃烧率模型 ,汽油机 NOx 的排放 ,柴 油机 NOx和微粒排放 ; GT - power 软件通过采用模块 结构的方式建立内燃机工作过程计算模型 。内燃机 的元件如气缸 、空气滤清器 、催化器 、管接头和管道 等模块用方形框图表示 ,而元件之间用圆形图框的 连接件相连接 。内燃机的所有结构参数和运行参数 在相应的元件模块和连接件模块中进行定义 。连接 件可以有具体的物理意义如气阀连接件和喷嘴连接 件等 ,也可以只具有象征意义如内燃机与气缸连接 件 、管道之间的连接件等 。
QIU Sen , HUANGJin - cheng , ZHANG Zhi - qiang ,FAN Yi ( Guang Xi University , Nan Ning 530004 ,China)
Abstract : In order to reduce calibration cost of diesel engine , an simulation model for high pressure common rail fuel system and electronic - controlled diesel engine is built with software GT - Power. Comparing the simulation data with the experimental one , it is shown that the model is precise enough , and may create database of diesel engine concerning control and performance parameters for Model Based Calibration (MBC) toolbox in Matlabel .
器以及环境边界及相应连接管路等模型组成的物理
计算模型 。进 、排气系统主要包括进排气门 、进气容
积腔 、进气总管 、进排气歧管 、排气总管等模块 ,其主 要参数为进排气门的开启和关闭时刻 ,进排气道的
流量系数 。进排气门的开启和关闭时刻由配气相位
确定 ,进排气道的流量系数在气道试验台架上测试 获得 ;燃油喷射系统主要是喷油器模型 , 需要输入 的参数有油嘴孔数 、直径 、喷油规律 、喷油量 、喷油提
个反映发动机输入控制参数与输出性能之间的数据 库。
本文尝试用仿真软件 GT - power 根据 YC6J 发 动机的结构尺寸和台架试验构建高压共轨柴油机的 仿 真 模 型 , 为 MATLAB 软 件 中 的 Model - Based Calibration (MBC) 工具箱生成发动机的控制参数和 输出性能参数数据库 ,为利用该工具箱进行基于模 型标定的研究服务 。
2008 年第 6 期 (总第 108 期)
内燃机与动力装置 I. C. E & Powerplant
2008 年 10 月
【设计研究】
仿真计算软件在高压共轨电控柴油机标定优化中的应用
邱 森 ,黄锦成 ,张志强 ,范 毅 (广西大学 ,广西 南宁 530004)
摘要 :为了降低柴油机标定的成本 ,应用 GT - power 建立了一款电控高压共轨柴油机的仿 真模型 。仿真结果与原有的试验数据对比 ,证明该仿真模型具有足够的精度 ,可以为 Matlabel 软件中的 Model - Based Calibration (MBC) 工具箱提供发动机控制参数输入与性能输出的数据 库。
空气质量流量 、功率 、NOx 的对比 。
本 ,为开拓新的发动机标定路线做出贡献 。
参考文献 :
图 2 高压共轨电控柴油机仿真计算值与试验值的对比
由图 2 的对比可以看出 , GT - power 软件能够 比较准确地模拟发动机的运行状况 ,本文所建立的 发动机模型具有足够的可信度 ,可以为 MATLAB 软 件中的 Model - Based Calibration (MBC) 工具箱生成
用来求解燃烧开始后燃烧室内压力 、温度和燃烧产
物 ,在本模型中 ,选择 EngCylCombDIjet 燃烧模型 ,选 择 Nagle and Strickland —Constable modelsoot 修 正 模 型 ;传热子模型 ,用来求出工作过程总能量 ,在本模 型中 ,选择 woschni 放热模型 ;环境模型 ,用于考虑环 境对系统压力 、温度 、成分的影响 ,也就是边界条件 , 根据实验室的实际情况确定 。