高压共轨车用柴油机电控参数基于模型标定的分析

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1、，。西大掌硕士学位论文高压共轨车用柴油机电控参数基于模型标定的研究第一章绪论1．1引言与汽油机相比较，柴油机具有热效率高、经济性好、动力性强等特点。这就使得轿车柴油机很受欢迎，轿车发动机的柴油化率不断扩大。但是能源的消耗总会带来日益严重的环境污染问题。我国每年氮氧化物(NOx)排放的环境容量上限是1880万吨，但是，按照目前的发展趋势，到2020年，Ⅳ0，将达到3500万吨，因此对机动车进行严格的排放控制，是必须的Ⅲ。我国从2000年开始实施等效欧I排放标准，2004年开始实施等效欧n标准。我国的排

2、放标准在进度上落后于欧洲标准5—10年，而随着汽车工业的快速发展，使得国家环保局计划在国内的部分主要城市，力争在’2010年前后，实现排放标准与国际接轨。在2008年推出的参照欧洲兀I标准制定的我国新的排放法规中，法规限值和测试方法与欧洲排放标准相同。新的测试循环虽然采用和欧n(R49)法规相同的13工况法，然而13个工况点，以及每个工况下的排放权重与原来不同(图1．1)。通过比较，我们可以知道，新的测试范围更宽，要求更严，并且增加了随机抽样点；从限值(以重型柴油机为例)看，新的欧HI法规(ESC)

3、的颗粒物排放物(PM，ParticulateMatter)降低了33％，氮氧化物(NOx)降低了29％，不但降低的幅度比较大，更因为在测试工况上的变化，从而要求柴油机的燃油喷射技术越上一个台阶。为了满足苛刻的排放法规，改善发动机性能，先进高效的高压电子控制燃油喷射系统成为必然的选择乜-5】。图1-1欧兀I和ESC欧兀R49法规测试工况的比较Figl-1ComparisonofEuroHIandESCEuronR49testingcycle发动机的采用电子控制之后，其性能主要取决与从传感器到执行器(电

4、磁阀等)之广。西r大掌硕士掌位论文高压共轨车用柴油机电控参数基于模型标定的研究间预先设定的响应。这一响应由固化在ECU中的数据和程序两部分的协同工作来完成。数据用来标定发动机的输出性能，不同的数据即意味着不同的发动机产品，程序是发动机工作原理在电子控制手段上编写程序的反映，就是通过电子控制语言实现传统的发动机工作原理。所以，电子控制柴油机的开发需要解决一个新问题：如何标定这些数据。一个简单的时间控制式电控系统为例，从传感器到喷射控制电磁阀，有7个基本的控制图：喷油定时MAP，驱动油量MAP，空燃比M

5、AP(用于冒烟限制)，怠速闭环控制PI参数MAP，定时修J-EMAP和油量修正MAP等。在这些MAP中，根据数据节点分布不同，MAP容量从几个到100多个数据不等，每个数据点的取值又是随机的，而每一个不同的选择，都意味着一个不同的发动机状态。粗略估算，由这些数据组合出来的发动机状态可能多于1014个。电控柴油机的核心技术就变为如何在尽可能短的时间内以尽可能低的成本标定出最佳的发动机性能。基于这些原因，为了缩短企业新产品的开发周期，节省人力、物力，提高企业的竞争力，研究新的标定方法迫在眉睫∞叫¨。1．

6、2汽车发动机电子控制技术的产生及其发展电子技术飞速发展与高压燃料喷射技术成功组合结合产生了电控高压燃料喷射技术。对柴油机燃烧过程的合理组织是改善柴油机综合性能的根本途径，这是因为柴油机的燃烧过程在很大程度上决定了柴油机的各项性能指标。而柴油机的进气系统和喷油系统是影响柴油机的燃烧过程的两个重要因素。在进气系统方面，人们已经采用了各种各样的方法，包括进气增压、增压中冷、可变几何涡轮增压器、可变几何进气道、EGR等手段。到目前为止，国内外专家普遍认为，柴油机技术发展到现在的程度，相比其他方法，喷油系统的

7、研究才是它的重点。喷油系统的研究可以从两个方面进行：一方面是进一步提高喷油压力，改善混合气的质量：另一方面是加强对喷油系统参数的柔性控制，其重点是喷油量控制、喷油始点提前、喷油率形成及喷油压力调节等方面，以形成预喷射、三角形喷射和靴形喷射等理想的喷射规律。电子控制是实现柔性控制的有效手段，也就是用全面电控取代单一的电控；实践表明，高压喷射是改进柴油机效率、排放和经济性的有效途径。为了使燃油射流中微粒平均直径减小，加快蒸发速度，必须提高喷射压力使燃油从喷嘴出口速度增加；提高压力后，喷射动量增加，这就加

8、速了燃油雾注在燃烧室内空气中扩散，通过空气与燃油更迅速的混合，混合气更充分的均匀化，而混合2广西大掌硕士学位论文高压赛媾^r车用柴油机电控参数基于模型标定的研究气的形成效果好就可以改进燃烧过程，有利于提高热效率从而减少碳烟排放。尽管提高喷油压力可能对燃烧噪声和加，排放不利，但喷油压力的提高有效地缩短了喷油持续期，喷油持续期短导致喷油延迟增大，就满足着火延迟期缩短，取得降低燃烧噪声和Ⅳ0，的排放的效果。实践表明，如果将电控与高压喷射有机的结合起来，可以获得理想的喷油规律