计算机控制的高压共轨喷油器驱动控制技术研究

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电控高压共轨喷射系统及其喷油器研发生产方案(一)

电控高压共轨喷射系统及其喷油器研发生产方案一、实施背景随着全球能源结构的转变和环保意识的提高，燃油效率的提高和排放的减少成为汽车制造业的重要需求。

电控高压共轨喷射系统及其喷油器作为关键技术，对于改善燃油燃烧、降低污染物的排放具有重要意义。

近年来，国内外汽车市场对燃油喷射技术的需求逐渐向高压化、电子化、智能化方向发展，因此，开展电控高压共轨喷射系统及其喷油器的研发与生产具有迫切性和必要性。

二、工作原理电控高压共轨喷射系统是通过电子控制单元（ECU）对喷油器进行精确控制，实现燃油的高压喷射。

ECU根据发动机的转速、进气量、温度等参数，计算出最佳的喷油时刻和喷油量，并通过驱动电路控制喷油器的电磁阀，实现燃油的喷射。

该系统具有喷射压力高、喷射时间精确、燃油雾化效果好等优点。

喷油器是电控高压共轨喷射系统的核心部件，其工作原理是将电信号转化为机械动作，打开或关闭喷油嘴。

当ECU发出电信号时，驱动电路驱动喷油器的电磁阀开启或关闭，实现燃油的喷射或停止。

喷油器的性能直接影响燃油的喷射效果和发动机的性能。

三、实施计划步骤1.市场调研与需求分析：对国内外汽车市场进行深入调研，了解客户对电控高压共轨喷射系统及其喷油器的需求，分析行业发展趋势和竞争对手情况。

2.技术研究与开发：组织技术团队进行电控高压共轨喷射系统及其喷油器的研发，包括硬件设计、软件开发、系统集成等。

同时，进行专利检索与分析，避免侵权问题。

3.实验室测试与优化：在实验室环境下，对研发的电控高压共轨喷射系统及其喷油器进行性能测试与优化，确保产品的性能和质量达到预期目标。

4.生产工艺制定与设备采购：根据产品研发结果，制定生产工艺流程，采购生产设备与元器件，确保生产线的搭建和运转顺利进行。

5.生产线建设与试生产：按照制定的生产工艺流程，搭建生产线，进行设备的安装与调试。

随后进行试生产，对生产出的产品进行质量检测与评估。

6.客户验证与市场推广：将试生产的产品提供给客户进行实际工况验证，收集反馈意见，对产品进行进一步优化。

高压共轨系统喷油器仿真研究工作阶段总结

北京交通大学高压共轨系统喷油器仿真研究工作阶段总结专业名称：动力机械及工程导师：李国岫教授学生姓名：徐阳杰学号：082230822012年1月4日目录一、研究背景及意义 (1)二、高压共轨系统的变参数研究现状 (2)2.1共轨系统结构参数影响的研究概况 (2)2.1.1高压油泵参数的影响 (2)2.1.2共轨参数的影响 (3)2.1.3喷油器参数的影响 (5)2.2共轨系统控制参数影响的研究概况 (8)2.2.1喷油器喷油时刻和高压油泵泵油时刻间隔大小的影响 (8)2.2.2喷油器电磁阀的开启脉宽对共轨内压力波动的影响 (9)2.2.3喷油器电磁阀的开启脉宽对喷射特性的影响 (11)三、主要研究内容 (12)3.1高压共轨喷油器仿真模型和控制模型的建立及试验台搭建 (13)3.2结构参数对共轨喷油器喷射性能的影响规律研究 (13)3.3高压共轨喷油器控制参数对喷射性能的影响 (13)四、技术路线 (14)五、预期目标 (15)六、现阶段已完成工作 (15)6.1 完成文献综述 (15)6.2 初步学习掌握Hydsim软件 (16)6.2.1 HYDSIM仿真软件简介 (16)6.2.2 HYDSIM系统仿真喷油器模型的建立 (16)6.3 建立高压共轨系统闭环控制模型 (24)6.3.1 带有闭环控制的共轨系统仿真模型 (24)6.3.2 Simulink控制模型的原理与嵌入方法 (24)6.4根据研究内容修改高压共轨系统的仿真模型 (30)6.4.1 无控制的喷油器仿真模型 (30)6.4.2 含有共轨组件和轨压控制后的仿真模型 (31)6.4.3 高压油泵取代边界条件后的仿真模型 (32)6.4.4 目前采用的仿真模型中存在的问题和不足 (37)七、已完成进度和预计安排 (37)一、研究背景及意义柴油机电控高压共轨燃油喷射技术作为内燃机行业公认的20世纪三大突破之一，在实际的研究与应用中越来越显示出在减轻环境污染、节约能源及柴油机智能化等方面有着突出的技术优势、独特的产业优势和巨大的社会效益，被行业普遍认为是最具发展前途的柴油机电控技术。

电控高压共轨喷射系统及其喷油器研发生产方案(二)

电控高压共轨喷射系统及其喷油器研发生产方案1. 实施背景随着全球能源结构的转变和环保意识的提高，燃油喷射系统在汽车工业中的地位日益重要。

电控高压共轨喷射系统（HPDI）作为新一代燃油喷射技术，具有更高的燃油喷射压力和更精确的喷油控制，能够显著降低燃油消耗和排放。

目前，HPDI技术在国外汽车企业中得到了广泛应用，但在中国，此技术尚处于起步阶段。

因此，开展HPDI技术的研发生产具有强烈的现实意义和广阔的市场前景。

2. 工作原理电控高压共轨喷射系统主要由高压油泵、高压油轨、喷油器和电控单元组成。

工作原理是：高压油泵将燃油加压至100MPa以上，通过高压油轨将燃油输送至喷油器。

在喷油器内，高压燃油通过电磁阀控制喷出，经过雾化后与空气混合，实现燃油喷射。

电控单元根据发动机工况和传感器信号，精确控制喷油量和喷油时刻。

3. 实施计划步骤3.1 技术研究：进行HPDI技术的深入研究和实验验证，包括高压油泵的设计与制造、高压油轨的材质与加工、喷油器的结构设计、电磁阀的控制逻辑等。

3.2 生产工艺制定：根据技术研究结果，制定生产工艺流程和质量控制方案。

3.3 设备采购与调试：采购生产所需的设备，并进行安装调试。

3.4 产品试制：按照制定的生产工艺和质量控制方案，进行小批量试制。

3.5 产品测试与验证：对试制的产品进行性能测试和可靠性验证，并对存在的问题进行改进。

3.6 扩大生产：经过验证后，逐步扩大生产规模，并考虑与汽车企业进行合作。

4. 适用范围本研发生产方案适用于汽车、发动机等领域，特别是适用于燃油经济性要求较高和排放标准严格的领域。

未来，HPDI技术还可应用于船舶、航空等领域的燃油喷射系统。

5. 创新要点5.1 高压油泵的设计与制造技术：实现燃油的高压化，提高燃油喷射压力。

5.2 高压油轨的材质与加工技术：选择合适的材质和加工工艺，确保高压燃油的输送安全可靠。

5.3 喷油器的结构设计技术：优化喷油器的结构，提高喷油的雾化效果和均匀性。

高压共轨柴油机电控系统的研究与分析的开题报告

高压共轨柴油机电控系统的研究与分析的开题报告
一、研究背景
近年来，随着经济的发展和人们生活水平的提高，交通工具的使用量急剧增加，而交通工具中，车辆所使用的柴油机数量也逐年增加。

传统柴油机出现一些问题，如
燃油消耗较大、排放污染严重等，这些问题严重影响到车辆行驶的稳定性和可靠性，
同时也带来了环境的负面影响。

而高压共轨柴油机的出现，完美地解决了这些问题，
它采用电控系统将燃油高速喷射到气缸中，可大大减少柴油的燃烧时间和燃油消耗量。

二、研究目的
本文旨在研究高压共轨柴油机的电控系统，深入分析其工作原理和燃油喷射过程，从而为高压共轨柴油机的日常维修和维护提供有力的技术支持。

三、研究内容
本次研究的主要内容包括：
1. 高压共轨柴油机电控系统的工作原理和组成结构。

2. 燃油喷射过程的分析与优化。

3. 高压共轨柴油机电控系统的故障分析与修理方法。

4. 实验验证与数据分析。

四、研究方法
本文将采用文献资料法、实验法和统计分析法相结合的方法，对高压共轨柴油机电控系统进行研究。

通过文献调查，阅读相关书籍和期刊，收集高压共轨柴油机电控
系统的相关参数和数据，并进行分析和比较；同时，在实验室中采用高压共轨柴油机
进行实验测试，获取燃油喷射数据，并进行数据处理和统计分析。

五、预期结果
本次研究对于深入了解高压共轨柴油机电控系统的工作原理、燃油喷射过程的分析与优化以及常见故障分析与修理方法，具有重要的现实意义。

同时，研究结果还将
形成相应的技术文档，可为高压共轨柴油机的日常维修和维护提供技术支持，为其增
强稳定性和可靠性提供保障。

基于高压共轨柴油发动机控制器研究

基于高压共轨柴油发动机控制器研究高压共轨柴油发动机控制器是现代柴油发动机的核心部件之一，在提高发动机性能、降低排放等方面有着重要作用。

目前，研究高压共轨柴油发动机控制器已经成为发动机领域的热点之一。

高压共轨柴油发动机的工作原理是通过高压共轨对柴油进行高压喷射，进行全电控制，实现对发动机动力、燃油喷射量等参数的精确控制，从而提高发动机的效率。

在这一过程中，高压共轨柴油发动机控制器起到了关键作用。

它能够对发动机的燃油喷射时间、喷射压力、喷嘴开启时间等参数进行精确调控，确保发动机正常、高效运转，同时降低尾气排放量。

目前，高压共轨柴油发动机控制器研究的主要方向包括复杂输油系统建模、燃油喷射的智能优化等。

其中，燃油喷射的智能优化研究是目前的热点，在提高发动机效率、降低污染排放等方面具有巨大潜力。

在控制器设计方面，传统的PID控制器已经无法满足高速、高效的自适应控制要求。

因此，研究人员正在研究新型控制器算法，如模糊控制、神经网络控制等。

这些新的算法可以更加精确、高效地实现对发动机控制的调节与优化。

另外，高压共轨柴油发动机控制器也面临着一些挑战。

例如，在高压共轨柴油机运行过程中，会产生副产物，例如爆震、氧化等，这些因素会影响燃油的燃烧，从而影响发动机的性能、稳定性以及排放。

因此，高压共轨柴油发动机控制器需要对这些因素进行考虑，以实现更好的调控效果。

总的来说，高压共轨柴油发动机控制器的研究意义重大。

通过研究新型控制器算法，以及对发动机运行中各种因素的考虑，可以实现对发动机动力、燃油喷射参数等的高精度调整与优化，从而提高发动机效率、降低尾气排放量。

随着技术的不断进步和工程实践的不断推进，相信高压共轨柴油发动机控制器将在未来的柴油发动机应用中发挥更重要的作用。

除了高效的控制器算法和对各种因素的考虑，还有其他因素也会影响高压共轨柴油发动机控制器的性能与使用效果。

其中之一就是信号传递的可靠性。

高压共轨柴油发动机控制器需要对发动机的各项参数进行检测和控制，这些参数的采集和反馈信号必须要传递给控制器，从而进行动态调整。

柴油机电控高压共轨燃油喷射系统制造技术分析

柴油机电控高压共轨燃油喷射系统制造技术分析摘要：柴油机电控高压共轨燃油喷射系统成为现代柴油机技术的发展趋势之一。

分析了当前我国对该系统的组成及研究现状，并对电控高压共轨燃油喷射系统的制造技术与所需求的关键装备进行了分析。

关键词：柴油机高压共轨制造技术柴油机电控高压共轨燃油喷射系统能够精确、柔性地控制柴油机喷油量、喷油定时和喷射压力，且性能优越，在满足柴油机经济性、动力性和日益严格的排放法规的要求上有着广阔的前景。

电控高压共轨喷油系统的每一个零部件在结构、制造精度、材料和性能检测等方面的要求比常规系统高得多。

研究系统整体的加工工艺和机床装备开发对汽车行业掌握关键技术，增强核心竞争力具有重要意义，对我们整个机械装备的整体规划、制造装备的系列型谱更加完整也是意义深远。

1.高压共轨燃油喷射系统国内对电控高压共轨燃油喷射系统的研究起步较晚，目前正处于研制阶段。

其中天津大学研制的FIRCRI高压共轨系统正处于硬件在环仿真和实机测试阶段，上海交通大学开发的GD-1型高压共轨系统处于匹配玉柴6110柴油机的准备阶段，北京理工大学、华中理工大学等也正在开发自己的高压共轨系统，无锡威孚集团与博世公司已经联合组建了无锡博世汽车柴油机系统股份有限公司，开始了高压共轨系统的生产。

高压共轨燃油喷射系统机械部分主要包括高压油泵、高压共轨管总成和喷油器总成。

高压油泵是输送高压燃油的压力源。

高压共轨管是一个储存高压燃油的管道，高压油泵输送的高压燃油储存在其间，并在一定的流量范围内定时定量向喷油器供油。

电控喷油器，高压共轨储存的高压燃油输送到喷油器上，喷油器在ECU计算机控制单元的控制下，利用电磁执行器控制喷油量和喷油时刻。

电控共轨燃油喷射系统关键零部件生产中的关键工艺及设备加工精度高，技术难度大，涉及的机床种类多，目前主要依靠进口。

2.电控高压共轨燃油喷射系统的制造技术2.1.系统部件自动装配生产线高压油泵、高压共轨总成、高压喷油器总成三大部件的装配需要自动装配线，装配线带有生产线自动检测系统和自动影象检测系统。

柴油机高压共轨电控燃油喷射技术介绍

柴油机高压共轨电控燃油喷射技术介绍————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：柴油机高压共轨电控燃油喷射技术介绍摘要：传统机械发动机的喷油系统凭借其可靠性、易维护性一直在不断地发展和使用。

进入21世纪以来，随着人们对能源、环保的意识和要求日益提高，传统发动机的脉动喷油系统已经不能够满足现代发动机的要求。

因此,现代发动机的共轨燃油喷射技术在避免了传统发动机缺点的基础上，得到了快速的发展，已经成为燃油喷射的主要发展趋势。

为了更好的对高压共轨电控发动机燃油喷射系统的理解，现对高压共轨电控燃油喷射系统进行系统的介绍。

1 引言随着世界各国工程机械、运输车辆等数量增加，柴油机排放的尾气已经成为对地球环境的主要污染原因之一，如何采取措施保护人类赖以生存的地球环境已是当务之急。

我国从八十年代起相应制订了有关的标准,将环境保护作为大事来抓。

与此同时,世界各国也已开始寻找和探究其他方法和采取其他有效的技术措施主动地减少和控制污染物的排放。

共轨式电控燃油喷射技术正是从众多方法和措施中脱颖而出的一项较为成功的控制柴油机污染排放的新技术。

2 高压共轨电控燃油喷射技术发展过程20世纪40年代电控共轨燃油喷射技术首先在航空发动机上应用，20世纪50年代在赛车发动机上广泛应用。

20世纪90年代，柴油机的电控供油系统开始在实际应用中大量使用。

主要有日本电装公司和丰田汽车公司ECD-U2系统、博世公司和D-C公司电控共轨式燃油喷射系统。

国外在柴油机电控高压共轨燃油喷射系统方面的研究开展得较早而且比较深入，有多种共轨系统已经投产，并与整车进行了匹配应用。

日本电装公司的ECD-U2系统是电控高压共轨燃油喷射系统的典型代表,该系统还能实现预喷射和靴型喷射.共轨喷射的发展大体经历了3个阶段,如表1所示.从表1中可以看出：共轨喷射的最高喷射压力在不断提高，这样对于喷射品质的提高有着重要的意义。

高压共轨压电式喷油器核心驱动电路的研究

现了电流稳定可控，且将Ｐｓｐｉｃｅ（Ｐｏｐｕ１ａｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
图１压电晶体驱动原理
Ｃ
当喷油过程结束时，压电晶体开始放电，Ｑ打
开时，压电执行器通过Ｑ。和Ｌ组成的放电回路放电，放电电流逐渐增大，电感中储存的能量随之增多，当电流达到其设定的阈值时，晶体管Ｑ关闭。Ｑ关闭后，电感中反向电动势通过Ｑ。的体二极管
收稿日期：２０１２－１２－１８；修回日期：２０１３ — ０４ — １０
放电电流逐渐变小。放电电流方向刚好与充电电流
方向相反。
在压电晶体的整个充放电过程中，充放电时间的长短与充放电的平均电流有着直接关系，该电流是由充放电晶体管打开时的回路电流和充放电晶体
作者简介：张爱云（１９７６一），女，高级工程师，主要研究方向汽车电子技术开发；ｚａｙ＠ｗｆｉｅｒｉ．ｃｏｎ。ｒ
转移到充电电源ＨＶ上，实现了能量的回收，并且
ｐｒｏｇｒａｍｗｉｔｈｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｅｍｐｈａｓｉｓ）仿真分析引入压电晶体核心驱动设计中，既为优化设计提
器中。
逆压电效应制成的。与电磁阀执行器相比，压电式

基于OSEKWorks开发平台的高压共轨喷油控制系统的研究

及共轨压力 ,及时准确地对系统进行监控 ,本研究选择了高性能的 PowerPc MPC555 微控制器。MPC555 卓越的片内集成功能使得电控单元的硬件电路更加简单 , 紧凑。由于控制器本身片内集成 448Kbyte flash ,因此不需进行系统存储器扩展 ,使电控单元的
扩展任务 ,用于故障诊断。上电运行后等待消息 MsgSpeedErrFlag ,确定转速运行状态是否正常 ;等待消息 MsgLoadErrFlag ,确定负荷状态 ; 等待消息 MsgChk2 BaseSignal ,诊断是否有判缸信号 ;等待消息 Msg-ADEr2 rFlag ,诊断 AD 转换是否有误 ;诊断过程发现严重错误时 ,通知系统紧急停机。
当设计一个应用程序时 ,整个开发流程如图 2 所示。从图中可以看出 ,系统整体设计采用分层结构 , 控制系统生成代码由五部分构成 :OSEKWorks 操作系统内核、COMΠNM(communicationΠnetwork management) 管理、BSP(board support packages) 、OIL (OSEK implementa2 tion language) 配置文件以及用户程序代码。其中 OS2 EKWorks、COMΠNM 以及 BSP 是以目标代码的方式存在 ,OIL 配置文件和用户程序代码被单独编译 ,最后通过链接器 ,将所有的目标代码链接生成影像文件 ram. elf ,从而下载到目标板[3] 。
第 25 卷第 4 期
内燃机工程
Vol. 25 No. 4
2004 年 8 月 Chinese Internal Combustion Engine Engineering Aug. 2004

高压共轨多次喷射系统喷油器控制算法研究

ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００８－５４８３．２０１４．０１．００３
高压共．孙仁云
（西华大学交通与汽车工程学院，四川成都６１００３９）
高压共轨结合电控喷射技术使得汽车动力柴油化成为近年来倍受业界关注的发展方向国内诸多企业和科研单位也投入了大量人力物力研发高压共
的优化减轻硬件的负担的方式来研究．以期达到能够实现高压共轨柴油机多次喷射．提高硬件的稳定性，降低硬件的成本开销和复杂性。
Ｊ／ａｎｇＣｈｅｎｇｆｅｎｇ，ＳｕｎＲｅｎｙｕｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｎｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｎｅｅｒｉｎｇ￣ＸｉｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３９，Ｃｈｉｎａ）
第２８卷第１期
２０１４年３月
湖北汽车工业学院学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖ０１．２８Ｎｏ．１Ｍａｒ．２０１４
ＳｔｕｄｙｏｎＩｎｊｅｃｔｏｒＣｏｎｔｒｏｌＡｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆＨｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅＣｏｍｍｏｎＲａｉｌ

柴油机电控高压共轨燃油喷射系统原理与发展

安装式和油箱安装式两种。油管安装式输油泵串联在油箱与燃油滤清器之间的低压管路中；油箱安装式输油泵安装在油箱底部的专用支架上，其总成通常还包括吸油滤网、油位传感器以及与外部连接的电气和液压接头。
齿轮输油泵由发动机通过机械装置驱动，为了在发动机第一次起动或燃油箱放空后排除燃油系统中的空气，需在齿轮泵或低压管路上配备手动油泵。
③电控喷油器：电控喷油器是高
阀球阀５关闭控制室顶部的回油量
压共轨燃油系统中最关键和最复杂
孔６，高压油轨的燃油压力通过量孔
的部件，它通过高压油管与共轨管相
７作用在针阀控制柱塞９上，使喷嘴
连，主要由一个喷油器和一个电磁阀
关闭；电磁阀通电时，量孔６被打开，
构成。ＥＣＵ使电磁阀通电后喷油器
一、高压共轨燃油喷射系统的基本组成
高压共轨电控燃油喷射系统主要由电控单元（ＥＣＵ）、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各种传感器等组成（见图１）。输油泵（低压油泵）将燃油输入高压油泵，高压油泵将燃油加压后送入高压油轨（高压油轨中的压力由ＥＣＵ根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及预设值进行调节），高压油轨内的燃油经过高压油管进入喷油器；ＥＣＵ根据柴油机的运行状态，由预设程序确定合适的喷油定时和喷油量，以控制喷油器的喷油起始时刻和持续时间，操纵电液控制的喷油器将燃油喷入气缸内。
电动机为永磁式直流电动机，电动机的供电由ＥＣＵ通过继电器控制，发动机起动时即开始工作，其转速（泵油量）不受发动机转速的影响。

高压共轨电喷柴油机调速控制策略研究

#电控技术#高压共轨电喷柴油机调速控制策略研究王占友,欧阳光耀(海军工程大学动力工程学院,湖北武汉 430033)摘要:以高压共轨电喷柴油机为研究对象,对其调速控制策略进行了研究。

建立了电喷柴油机的控制模型,并对PID 控制和自适应控制进行了仿真比较。

结果表明自适应控制具有明显的优势,更适合于高压共轨电喷柴油机速度控制。

关键词:电喷柴油机;PID 控制;自适应控制;仿真;高压共轨中图分类号:TK421.42 文献标识码:A 文章编号:1001-2222(2003)06-0015-03将先进的电子技术应用于传统的柴油机无疑是改造传统柴油机的一种切实可行的方案,其实施则依赖于良好的控制策略。

因此,对其速度控制方法的研究具有深远的意义。

由于柴油机本身的复杂性,对其进行全程调速时必然要采用闭环控制。

因此,寻找一种能更好地发挥高压共轨电喷柴油机优越性的闭环控制方法是十分重要的。

本文主要针对高压共轨电喷柴油机的特点建立了控制模型,并对PID 和自适应两种方案进行了探索。

仿真结果表明,自适应是一种较优的控制方案。

1 电喷柴油机控制模型的建立及仿真根据研究目的不同建立了柴油机工作过程不同的数学模型。

就控制模型而言,人们建立了带延迟环节的一阶惯性环节(主要适用于非增压柴油机和机械增压柴油机)及带延迟环节的二阶振荡环节(主要适用于废气涡轮增压柴油机)的线性化模型。

本文主要研究前者。

柴油机模型如图1所示[2]。

e -S s )延迟环节;x )柴油机输入;K )负载干扰;y )柴油机输出;s )拉斯变换因子图1 柴油机模型T a =P Jn 2e0/29235P e0,(1)k 1=(5M c 5n -k G e (l)5g f 5n )n 2e0/974.5P e0,(2)k 2=k c G e (l )5g f5$t c $t c e0n e0/974.5P e0,(3)式中:T a )))柴油机时间常数;k 1)))柴油机自均衡系数;k 2)))柴油机供油增益;k c )))常数;5M e /5n )))平衡工况处负载速度特性曲线斜率;5g f /5n )))平衡工况处供油速度特性曲线斜率;5g f /5$t c )))平衡工况处供油负荷特性曲线斜率;$t c e0)))标定工况的喷油脉宽;G e (l ))))柴油机的有效热效率;J ,P e0,n e0)))柴油机转动惯量、标定功率、标定转速。

高压共轨柴油机控制策略研究

高压共轨柴油机控制策略研究一、内容描述咱们先来聊聊高压共轨柴油机这个家伙吧，它可是个大家伙，功率大、扭矩大、噪音小，是现在很多汽车都喜欢用的发动机。

但是这么一个大家伙，可不是随便就能控制好的。

所以我们就研究了一下它的控制策略，希望能够让它跑得更顺溜、更省油。

首先我们要了解一下高压共轨柴油机的工作原理，简单来说就是通过高压油泵把高压油送到喷油嘴，然后在高温高压下喷出来，形成雾状与空气混合后点燃，产生动力。

但是这个过程中还有很多参数需要控制，比如喷油时间、喷油量、气缸进气量等等。

这些参数如果控制不好，就会导致发动机燃烧不充分、动力不足、油耗增加等问题。

为了解决这些问题，我们就研究出了一套高压共轨柴油机的控制策略。

这套策略主要包括两个方面：一是传感器采集数据，二是控制器根据数据进行调整。

具体来说就是通过安装在发动机各个部位的传感器，实时采集发动机的工作状态、温度、压力等参数；然后，通过控制器对这些参数进行分析和处理，判断是否需要进行调整；再通过执行器把调整后的信号传递给发动机各个部件，实现对发动机的精确控制。

A. 研究背景和意义然而随着科技的发展和市场需求的提高，高压共轨柴油机的技术要求也在不断提高。

如何实现对高压共轨柴油机的高效、稳定、安全控制，成为了业界亟待解决的问题。

因此本文的研究背景和意义就显得尤为重要了。

首先通过对高压共轨柴油机控制策略的研究，我们可以提高其燃烧效率，降低油耗从而降低使用成本，为企业创造更大的经济效益。

同时这也有助于减少环境污染，保护生态环境，实现可持续发展。

其次研究高压共轨柴油机控制策略，可以提高其运行稳定性和安全性。

这对于保障工程机械、交通运输等领域的正常运行至关重要。

此外研究成果还可以为相关领域的技术研发提供借鉴和参考，推动整个行业的技术进步。

本文的研究背景和意义还体现在培养科研人才方面，通过开展高压共轨柴油机控制策略研究，可以培养一批具备专业技能和创新能力的科研人才，为我国的科技创新和产业发展做出贡献。

高压共轨柴油机电控燃油喷射系统及开发环境的研究

高压共轨柴油机电控燃油喷射系统及开发环境的研究摘要：本文以高压共轨为研究基础，研究对象为柴油机，主要对其电控喷油系统的工作原理和结构进行深入详细的介绍，并进行系统优化与改进。

希望可以对其日后的使用与改进提供参考。

关键词：高压共轨；柴油机；电控燃油；喷射系统就目前市面上使用的柴油机来看，现有的柴油喷射和电控系统等很难维持柴油机的正常运转及使用，无法实现精准喷射，喷射的柴油量也无法实现统一。

高压共轨的电控燃油喷射系统是当前比较先进的技术之一，此系统将计算机控制技术与传感技术集于一体，可以有效控制喷油量，合理控制喷射压力，优化柴油机的喷油形状等，噪音低，废气排放得到有效控制。

一、高压共轨燃油喷射系统概述柴油机电控高压共轨燃油喷射系统主要由高压油泵、高压油轨、喷油器、电子控制单元、压力传感器等组成，如图1所示。

工作时，低压输油泵将燃油从油箱输送至高压油泵，高压油泵对燃油加压至约160MPa，然后送入高压油轨，高压油轨中的油压由电子控制单元根据油轨压力传感器进行闭环控制。

电子控制单元根据柴油机的运行状态，从预设值中确定合适的喷油正时、喷油量，控制喷油器将高压燃油喷入气缸。

高压油泵的出口端装有一个用于调节油压的调压阀，电子控制单元根据柴油机的转速、负荷等来控制调压阀的开度，从而增加或减少高压油泵输送至高压油轨的油量，以保证供油压力稳定在目标值，使喷油压差保持不变。

图1高压共轨燃油喷射系统二、高压共轨燃油喷射系统（一）高压油泵采用直列双柱塞高压油泵，这种油泵性能稳定，其泵体上可集成燃油计量单元，此单元可以控制共轨管中的柴油压力，同时还能集成齿轮输油泵。

但是如果对其进行首次充油的话，其输油泵里存在存留空气会导致柴油机供油不足，因此在此基础上还补充了附加输油泵，这样就避免了首次充油柴油供给不足的问题。

这种附加输油泵是安装在整车上的，具有辅助启动的功能，这样的话就可以满足共轨的压力需求。

1.电控装置电控装置简称ECU，本质上就是一个小型的单板计算机。

ECD-U2高压共轨喷油系统控制策略研究

型喷油规律。
图１ＥＤ—ＵＣ２高压共轨喷油系统不意图
Ｆｇ１ＳｅｈＯｌｔｆｉｒｓｒａｏａＩｊｔｎＳｓ￣ｉ．ｋｔｃａｎｇｅｕｅＣｍｉＲｉｎｃｏｙｔｎｒ０ｈＰｓｎｌｅｉｅ
１１喷油压力控制技术．
引言
车用发动机不仅是能源消耗的大户，且是环而境污染的主要来源之一，国际内燃机界寻找实现汽车工业可持续发展的途径。高压共轨喷油系统就是为了满足日益严格的排放法规而研制的新一代喷油系统，轨电控喷油系统不仅可实现喷油量、共喷油定时的精确控制与调节，可以实现喷油压力和喷油还
维普资讯
２００７年第４（期总第１０）０期
内燃机与动力装置
Ｉｃ．．Ｅ＆Ｐｗｒｌｔｏｅｐｎａ
２ＯＯ７年８月
【试验研究】
ＥＤｕｃ — ２高压共轨喷油系统控制策略研究
杜鑫，赵丹平，丽积。
吸油行程压油行程
１ｒ
向控制阀通电，使控制阀关闭回油道，则柱塞内燃油被压缩而升压，然后经出油（单向阀）阀进入高压共轨．显然控制阀关闭回油道后的柱塞剩余行程与供
凸轮升程ｈ
／ ‘ ＼
ＰＶＣ关
／
‘ ＼
油量对应。改变控制阀的关闭时刻，改变了柱塞则
ＰＶＣ开
的供油行程，也就改变了柱塞的供油量，从而实现了共轨压力的控制与调节－。因此，种调节无能量３］这损失系统效率高。其中的供油量控制阀，叫压力也

高压共轨电控喷油系统控制算法研究

ＣｍｍｏｉＦｅＩｊｃｉｎＳｓｅｏｎＲａｌｕｌｎｔｙｔｍｅｏ
ｚｈｅｈｕｏｕＷｎａ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（ｈｊｎｉｅｓｔＨａｇｈｕ３０２）ＺｅｉｇＵｎｖｒｉｙ，ｎｚｏ１０７ａ
ＡｂｔａｔＴｈａｅｎｌｚｓｔｅａｇｒｔｍｎａｌｃｒｎｃｃｎｒｌｄｈｇｒｓｕｅｃｍｍｏａｌｓｒｃｅｐｐｒａａｙｅｈｌｏｉｈｏｎｅｅｔｏｉｏｔｏｌｉｈｐｅｓｒｏｅｎｒｉ
（）文的研究是针对日本电装公司的共轨系１本统方案进行的，关原理请参阅文献［］相１。
（）者是在成功开发 “ 速电磁阀驱动模块 ” ２作高
定性，相对于传统的单变量控制系统其控制算法这
更加复杂；另外时间控制系统有其典型的特征：１（）必须通过外部信号来识别缸号，而确定喷油次从序；２（）精确的 “ 轮转角一时间 ” 换算法，就凸转也是说能将任意位置后的某一凸轮转角精确转换成
策略的基础上，其核心算法进行了详细的描述，对并给出了多方面的结果。
控制喷油压力和喷油规律从而受到业内人士的普遍认同。该系统是一个典型的压力一时间控制系统［，１柴油机的喷油量是由喷射压力和喷油持续ｑ］

柴油机电控高压共轨燃油喷射系统及其利用现状与趋势

柴油机电控高压共轨燃油喷射系统及其利用现状与趋势摘要：当今社会，能源危机日益严重，排放法规也越见严格。

而随着电控技术的不断进步，电控高压共轨燃油喷射系统以其优越的性能，已成为柴油机燃油系统的主流技术。

本文介绍了电控高压共轨燃油喷射系统的优势，组成，工作原理，现状以及未来的发展趋势。

关键词：柴油机；燃油喷射系统；电控；高压共轨；现状；发展趋势The Trends and Application Status of Electronically Controlled High Pressure Common Rail Fuel Injection System forDiesel EngineAbstract: The energy crisis is increasingly serious and emission regulations are more and more strict in today's society. With the development of electronic control technology, the electronically controlled high pressure common rail fuel injection system has been mainstream technology of fuel system in diesel engine with its superior performance. The advantage, form, working principle, application status and trends of the electronically controlled high pressure common rail fuel injection system are introduced in this paper.Key words: diesel engine; fuel injection system; electric control; high-pressure common rail; trend进入新世纪以来，能源危机和环境问题日益受到全球各国的重视，节能减排已然成为社会进步的主旋律和可持续发展的必然要求，为此，世界各国几乎都制定了日益严格的排放法规。

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计算机控制的高压共轨喷油器驱动控制技术研究作者：陈树娟来源：《电脑知识与技术》2016年第07期摘要：在高压共轨系统中，产生燃油的压力和燃油喷射是分开的，而高压共轨喷油器的喷油的时刻以及它的喷油量的调整都是通过触发来实现外，还和它的驱动控制的设计技术相关，在计算机盛行的电子时代，驱动的设计打破了传统的设计思想，驱动的最主要设计采用了高电压以及大电流通过计算机的控制和开启，然后再通过低电压来对驱动进行相关的保持和疏通，以此来满足高压共轨喷油器中驱动的一些需求，本文将通过详细的描写来对此控制技术进行研究。

关键词：计算机控制；高压共轨；技术中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）07-0226-03Research on the Control Technology of High Pressure Common Rail Injector Driven by Computer ControlCHEN Shu-juan（Shandong Vocational Institute of Clothing Technology， Tai'an 271000， China）Abstract： in the high pressure common rail system， produce fuel pressure and fuel injection are separated， and the injection of common rail injector time and adjust the injection quantity it is through the trigger to achieve， also related to design and drive control technology of it， the electronic age for Sheng in the computer. The drive is designed to break the traditional design， the main design driven by high voltage and large current through the control of the computer and open，and then through the low voltage to maintain and dredge related to the driver， in order to meet some demand driven high pressure common rail injector in this paper， through the detailed description this control technology research.Key words： computer control；high pressure common rail；technology喷油器是共轨式的燃油系统中最重要和最关键的一个部件，它的主要作用就是通过接收到的控制信号，通过控制器的开启和关闭，将所在高压共轨腔中的燃料以一种最佳的喷油定时、喷油量以及准确的喷油率将燃料喷入到机器的燃烧室内。

这些喷油器取代了传统的喷油嘴和喷油嘴帽的组合。

1 高压喷油器的发展状况随着社会的不断发展，在最近几年，一些已经匹配直喷柴油发动机的小型轿车在欧洲的发展非常的显著，不但可以提高燃油的经济性，还可以减少发动机对环境造成的噪音的污染。

我国的某一个车型就已经运用了此系统，最高的喷射压力可达到1800帕。

但是，随着排放的更加苛刻的控制，我们就需要更高的以及恒定的喷射的压力以及更加完善的电子的控制，于是。

在众多的制造商们就把优点相对而言比较多的共轨系统作为发动机的发展的方向。

高压共轨系统有着很高的燃油的压力，并且可以合理地分配燃油的控制，通过计算机灵活的对燃油分配、燃油的喷射的时间、喷射的压力以及喷射速率的控制，可以达到显著的燃油的经济性和低排放的特性。

在发动机所有的转速的范围内既可以很好地保证比较高的燃油的压力，并且高的喷射的压力可以在比较低的转速的工作的情况下还是可以获得良好的燃烧的特性。

由于燃油系统的压力与发动机的转速是呈现出线性关系的状态，在这样的转速状况下，发动机会出现燃油压力不足的情况，共轨系统能够在所有不同的转速的情况下依旧可以产生非常高的燃油的压力。

由于计算机和电子控制的灵活度会对发动机的喷射压力产生一定的影响，使得发动机的排放量降低的同时还可以提高效率。

不过，由于压力的产生过程是与喷射过程分离的，方便使得发动机在燃烧和喷油的过程中可以得到最大方位的自由，可以灵活的调节喷油器的喷射压力。

2 高压共轨系统的主要特点高压共轨系统主要是利用比较大的容积的共轨腔来将要输出的燃油在高压的状态下进行储存，在此工程中消除掉燃油中的压力的波动，才可以进行下一步的环节，即将燃油分配到每一个可能需要喷油的喷油器中，最后是通过喷油器上的电磁阀来控制喷油器的开始以及结束。

其主要的特点包括：1）在高压共轨中，喷油器的喷射是通过共轨腔中的高压来进行的，共轨腔的设计与原来的设计相比，主要是去掉了喷油器中用来增压的增压构造，而且，高压共轨还可以使喷油器持续的保持着高压的状态。

再者就是力矩，高压共轨的油泵所需要的力矩与传统的油泵中的力矩相比要小很多。

2）在高压油泵中有一个压力调节的电磁阀，可以根据发动机自身的负荷的状态、燃油的经济性以及排放量来灵活的对高压油泵进行调节，最显著的特点就是可以优化此发动机的在低速方面的性能。

3）在喷油器上的电磁阀还可以来控制燃油的喷射的定时、喷射的优良以及喷射的速率，甚至还可以来灵活的在不同的工作的状况下的预备喷射以及后喷射的喷射的油量和在主喷射之间的时间的间隔。

4）高压共轨系统中的供油泵将燃油泵入到高压油泵上的进油口，然后，再由该发动机的驱动上的具有高压的油泵将燃油在增加压力后传送到共轨的腔内，最后再由电磁阀控制的喷油器在相对应的时间内进行喷油的动作。

5）喷油器的预备喷射是在喷油器的主喷射之前，通过将小部分燃油喷入到气缸中，在气缸中将燃油发生混合或者燃烧部分燃油，以此来缩短主喷射的点火的延迟期。

这样气缸中的压力的升高率以及峰值的压力都对相应的有所下降，可以使得发动机的工作可以在缓和的状态下进行工作。

3 系统的设计为了满足系统的排放、节能以及提高系统性能的要求，电子控制已经成为目前共轨技术发展的重要的方向。

在电子控制系统中，电控的喷油器的控制的执行元件是非常重要的一个组件--电磁阀对喷射系统的各种的基本的喷射性能有着重要的作用和影响。

但是，喷射系统对该组件有着特殊的要求，要求它的开启的时间不能大于300us，以此来保证整个系统的正常的控制的精度和系统的响应的速度。

对于快速的相应而言，驱动电路的形成对整个系统有着非常大的影响。

3.1 硬件设计硬件主要是利用80C51片内的资源来实现对喷油器驱动的智能的控制，再通过串行的通信方式实现PC机和80C51之间的通话，以此来满足不同的需求。

计算机通过会通过串行口来对80C51传递不同的三个的电压的数值，以及一个相应的转速值和一个喷油的脉宽。

在这其中三个电压值分别代表的是开启的电压值、维持中的电压的值以及驱动的电压的基准。

但是，这三个值需要满足一定的要求：开启的电压的基本值需要大于维持电压的基本的值，而维持电压的基本的值需要大于驱动的电压的值。

在80C51中关于十二位的转换的模块只有两个，但是，在设计中需要的是三个，这样的话就会缺少一个，所以这个时候就需要80C5中的一个串行通道的来转化成需要的一个模块。

这样的话，如果计算机输入三个数值，在通过模块的转换后就会成为驱动电路所需要输出的模拟的数值。

而转速和喷油的脉宽值是通过80C51的pca来产生的一个可以控制的方波。

这样就产生了三个模拟的电压的值和方波，以此就可以对驱动电路进行相应的控制。

硬件的总体设计原理如图1：3.2 80C51的编程实现方法在80C51中，由于pca具有强定时的功能，与标准的相比较，它对CPU的干涉的需求比较少，在pca0中有着可以进行编程的定时器以及可被编程的捕捉模块。

其中的定时器是可以用来编制关于时基信号的驱动程序，在时基信号中有六个输入口，分别是三个不同的系统时钟、外部振荡器、定时器以及外部时钟的输入口线上的外部时钟信号。

相较于定时器可编程而言，捕捉模块是被编程为不同且独立的六种工作方式。

捕捉模块在高速输出的工作的方式中产生的方波的原理主要是：pca的定时器的高八位和低八位在和捕捉模块的高八位和低八位在发生匹配的时候，模块中的CEXn上的引脚由于电平的跳转会产生一个请求中断的现象，当中断寄存器中的中断被允许的时候，CPU得工作将会转向中断的服务程序中。

如果将相对应的模块中的输入/输出线连接到端口处的输入/输出的接口上，80C51中相应的端口输出的电平就会随之发生改变，这样就可以实现脉冲的高低电平的输出。

3.3 控制喷油时间的算法的实现系统所需要的转速的范围是在600到4000r/min之间，为了满足这个要求，80C51的系统中采用时钟外部不分频，在pca定时器中采用了t0溢出来作为时钟的时钟源。

为了实现在进入中断中的时间的减少的目的，则需要让t0定时器工作在能够进行自动重载工作的八位的定时器的模式下，那么t0时钟就作为系统的时钟，在t0的工作中，TL0起到保存计数器当前数值的作用，TH0中保存了重载值，这时t0计时器的定时周期为（28-TH0）/felk，felk就是该系统的时钟周期。

为了到达pca脉冲能够拥有尽量高精度的目的，并且还要在要求的转速范围之内，那么就需要计算重载的值，公式为：TH0=0xdf，pca的时钟周期为：216XXTpca。

由于喷油时间的方波的精度是由pca的周期来决定的，所以喷油的精度会到达15us。

3.4 系统软件设计以及程序在由计算机软件控制的系统设计中，在系统复位以后，主程序会对微处理器上的端口进行初始化的操作，通用的是异步串行的输入输出口，D/A的转化，t0定时器一件pca定时器。

在整个的软件的设计的工程中，计算机通过的串行通讯与80C51通讯是设计整个系统的关键。

计算机将输入的数据发送到数据接收的缓存区中，然后将会通过分割的方法，将存储在缓存区中的数据进行分割，当每个模块的功能都达到初始化的状态后，再将已经分割的数据再分配到各个以及初始化的模块中去，再进行一次处理。

程序流程图如下图2：3.5 驱动模块的设计由于驱动电路是整个驱动模块设计的核心设计。