【技术实现步骤摘要】
一种基于差分的最优高压油管稳压控制方法
本专利技术涉及柴油机燃油喷射系统领域，具体涉及一种高压油管的稳压方法。
技术介绍
柴油机的专利技术已有一百多年历史，柴油机广泛应用于汽车、船舶、电力等领域，其的核心技术之一就是燃油喷射系统。传统燃油喷射系统由高压油泵，高压油管，喷油嘴构成。燃油从油泵进入油管，当油管压力达到某一临界值时，燃油由喷油嘴喷出。燃油喷射系统从传统的位置式控制方式，到电子控制，现在发展为泵-管-喷嘴型或泵喷嘴的时间压力控制方法。目前典型的系统主要有：机械式直列柱塞泵系统，通过柱塞的往复运动及塞内压力变化控制单向阀的开启时长；其次是泵喷嘴系统，无高压油管，柱塞泵压入的燃油直接进入喷嘴的承压环槽；高压共轨系统主要由电磁阀控制喷油量。油管内的压力不仅关系到油管的制作材料，还关系到喷射过程的喷射效率及缸内燃烧效率。我们主要针对泵-管-嘴喷射系统，设计出一种实时压力控制方法。在已知油泵和油管内压强、一个周期内喷油嘴的工作时间及体积流量的情况下，为了使整个喷射周期内管内压力保持稳定，控制单向阀开启时长也就是...
【技术保护点】
1.一种基于差分的最优高压油管稳压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)由已知弹性模量与燃油压力的数据拟合出它们之间的关系式；/n(2)根据燃油压力变化量和密度变化量关系得到密度与压力的关系；/n(3)通过质量守恒和其他物理关系得到压力与时间的微分方程，再利用欧拉前向差分求出油管内压力随时间的变化；以油泵阀门开放时间为自变量变量，任意时刻的压力与稳态压力差最小为目标函数建立目标优化模型；/n(4)通过燃油进出质量守恒原理确定阀门开启时长的预测区间,并在预测区间内利用变步长搜索法求解最佳的阀门开放时间；/n(5)对稳压控制方法进行误差分析和灵敏度分析。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于差分的最优高压油管稳压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)由已知弹性模量与燃油压力的数据拟合出它们之间的关系式；
(2)根据燃油压力变化量和密度变化量关系得到密度与压力的关系；
(3)通过质量守恒和其他物理关系得到压力与时间的微分方程，再利用欧拉前向差分求出油管内压力随时间的变化；以油泵阀门开放时间为自变量变量，任意时刻的压力与稳态压力差最小为目标函数建立目标优化模型；
(4)通过燃油进出质量守恒原理确定阀门开启时长的预测区间,并在预测区间内利用变步长搜索法求解最佳的阀门开放时间；
(5)对稳压控制方法进行误差分析和灵敏度分析。
2.根据权利要求1所述的一种基于差分的最优高压油管稳压控制方法，其特征在于，步骤1的具体实现如下：
在进行建模之前先做出以下假设：
a.忽略燃油通过管道时惯性作用的影响；
b.假设喷油嘴外的压力为大气压力；
c.为保证燃油充分燃烧，燃油在高压油管内呈颗粒状均匀分布，假设颗粒足够小；
d.忽略燃油系统某些部分的内部压力的改变而变形；
e.在整个燃油流动的过程中，不考虑温度的变化对系统性能造成的影响；
f.不考虑燃油的粘度，即液态自身流动的内阻力，对高压油管内燃油流动的影响；
g.忽略油管在变截面处的压力损失，不考虑在变截面处的突变；
设E为弹性模量，P为燃油压力，E和P的数据已给出,用matlab对弹性模量与压力的值进行拟合，得到压力与弹性模量的关系：
E(P)＝a+b·exp(c·P)(1)
其中a,b,c为常数。
3.根据权利要求1所述的一种基于差分的最优高压油管稳压控制方法，其特征在于，步骤2的具体实现如下：
根据燃油压力变化量ΔP与密度变化量Δρ的关系
对压力变化量和密度变化量作差分，取压力变化步长为0.5MPa得到第i个状态和第i+1个状态密度和弹性模量关系的离散格式为：
其中Ei为第i个状态燃油的弹性模量，ρi为第i+1个状态燃油的密度，Pi第个状态燃油的压力；
为了减小离散时的误差，用第i个状态和第i+1个状态的弹性模量的均值代替式(3)中的Ei，因此式(3)化为
即
4.根据权利要求1所述的一种基于差分的最优高压油管稳压控制方法，其特征在于，步骤3具体实现如下：
设mi为从油泵向油管压入的燃油质量，Qi为进入高压油管的体积流量，mpipe高压油管中增加的燃油质量，mo从喷油嘴喷出的燃油质量，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘红良，胡鹏渊，刘佳，刘文俊，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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