高压共轨柴油机起动工况的轨压控制

收稿日期:2006206228;修回日期:2007202227作者简介:吴晨楠(1982—),男,上海市人,硕士,主要研究方向为电控发动机的控制策略研究;E 2mail :wuchennan @ 。

高压共轨柴油机快速建立起动油压的方法研究吴晨楠,祝轲卿,徐权奎,肖文雍,王俊席,杨　林(上海交通大学汽车电子技术研究所,上海　200030) 摘要:对G D —1高压共轨式柴油机已有的起动油压控制策略进行了理论分析和试验研究,在此基础上试验了多种改进方案,总结出两套优化起动油压建立过程的控制方法,经试验验证,柴油机冷起动过程中共轨油压能够更加迅速地达到目标值,为进一步优化高压共轨式柴油机冷起动性能和降低起动过程中的排放奠定了良好的基础。

关键词:柴油机;高压共轨;起动性能;共轨油压;油泵控制电磁阀;控制模式中图分类号:T K421.44 文献标志码:B 文章编号:100122222(2007)022******* 国内外柴油机冷起动研究成果表明,柴油机可靠起动需要一定浓度和温度的可燃混合气[1],高压共轨电控燃油喷射系统在起动伊始就由电控高压油泵向共轨管泵油,迅速建立起40M Pa 左右的喷油压力[2],大大促进了燃油的雾化,加速了可燃混合气的制备,达到了冷起动对混合气状态的要求。

高压喷射有利于着火延迟期的缩短,促进可燃混合气的及时燃烧,避免因着火点推迟而造成有效燃烧时间的缩短甚至出现不着火循环。

试验表明,在不同的冷起动环境温度条件下尽可能快的建立起足够高的喷油压力则可以提高发动机起动时第一轮喷油的燃烧质量。

作者在对已有的应用于GD —1高压共轨式柴油机的起动油压控制策略试验和分析的基础上,设计出了两种新型的起动油压建立的控制模式。

1　原策略分析GD —1高压共轨喷油系统采用电控轴向直列柱塞泵,两个3作用凸轮依次驱动柱塞压油,每个凸起与6缸机的每缸压缩上止点保持固定的相位关系。

两个柱塞腔顶端的油泵控制电磁阀(Pump Cont rol Valve )PCV1和PCV2控制各自进油阀的启闭。

高压共轨柴油机轨压控制策略及参数研究
高压共轨柴油机是现代柴油机的一种重要形式，它采用了高压共轨技术，能够实现高效、环保、节能的特点。

其中，轨压控制策略及参数
的研究是高压共轨柴油机技术研究的重要方向之一。

轨压控制策略是指控制高压共轨中的燃油压力，以满足发动机不同工
况下的燃油需求。

目前，常用的轨压控制策略主要有开环控制和闭环
控制两种。

开环控制是指根据发动机的工作状态，预先设定好轨压值，然后通过
控制高压油泵的输出压力来实现轨压的控制。

这种控制策略简单、实
现成本低，但是对于发动机的工作状态变化较大的情况下，轨压控制
效果不佳。

闭环控制是指通过传感器实时监测发动机的工作状态，然后根据反馈
信号来调整高压油泵的输出压力，以实现轨压的控制。

这种控制策略
能够更加准确地控制轨压，适用于发动机工作状态变化较大的情况下。

除了轨压控制策略外，轨压控制参数也是影响高压共轨柴油机性能的
重要因素之一。

常用的轨压控制参数包括轨压上升时间、轨压下降时间、轨压稳定时间等。

这些参数的设置需要根据发动机的工作状态和
要求进行合理的调整，以实现最佳的燃油经济性和排放性能。

总之，轨压控制策略及参数的研究是高压共轨柴油机技术研究的重要
方向之一。

通过合理的轨压控制策略和参数设置，能够实现高效、环保、节能的特点，为发动机的性能提升和应用推广提供了有力的支持。

高压共轨柴油机轨压双闭环控制策略研究高压共轨柴油机是目前广泛应用于汽车和工程机械领域的一种高效、环保的动力装置。

而轨压控制是高压共轨系统中的关键技术之一，它直接影响着柴油机的燃烧效率和排放性能。

为了提高柴油机的动力性能和燃油经济性，研究人员提出了一种轨压双闭环控制策略。

轨压双闭环控制策略是指在高压共轨柴油机的轨压控制系统中，采用两个闭环控制回路来实现对轨压的精确控制。

其中一个闭环控制回路负责实时监测和调节轨压的设定值，另一个闭环控制回路负责根据实际工况动态调整轨压的控制参数。

具体而言，轨压双闭环控制策略的实施过程如下：首先，通过传感器实时采集柴油机的工作状态参数，如转速、负荷和环境温度等。

然后，根据这些参数计算得到当前工况下的轨压设定值。

接下来，将轨压设定值与实际测量值进行比较，得到轨压误差。

然后，根据误差的大小调节轨压控制器的输出信号，进而调整轨压调节阀的开度，使轨压逐渐接近设定值。

同时，根据柴油机的工作状态动态调整轨压控制器的参数，以保证轨压控制的精度和稳定性。

轨压双闭环控制策略的优点在于能够根据不同的工况实时调整轨压的控制参数，从而实现更加精准和稳定的轨压控制。

与传统的单闭环控制相比，轨压双闭环控制策略具有更高的控制精度和响应速度，能够更好地适应不同工况下的动力需求。

此外，由于轨压双闭环控制策略能够实时监测和调整轨压的设定值，因此柴油机的燃烧效率和排放性能也能够得到有效的改善。

然而，轨压双闭环控制策略也存在一些问题和挑战。

首先，由于柴油机工作状态的复杂性和多变性，轨压双闭环控制策略的参数调整和优化比较困难。

其次，由于柴油机燃烧过程的非线性和时变性，轨压双闭环控制策略的控制精度和稳定性还有进一步提高的空间。

最后，由于柴油机燃烧过程中的实时监测和调整需要大量的计算和数据处理，轨压双闭环控制策略的实施成本较高。

为了克服这些问题和挑战，研究人员正在不断探索和创新。

他们通过改进控制算法、优化控制参数，提高传感器的精度和响应速度，以及采用先进的计算和数据处理技术，来进一步提高轨压双闭环控制策略的性能和可靠性。

高压共轨控制策略发动机的电子调速特性曲线是计算高压共轨柴油机油量基本值的根据。

调速特性曲线的基本形式如图3一11所示。

其作用包含：l、起动工况油量操纵，保证柴油机能够正常起动；2、怠速工况油量操纵；3、全负荷工况油量操纵，防止柴油机超负荷运行；4、部分负荷工况油量操纵，柴油机大多时候工作在部分负荷，工况在部分负荷问变化时需要保证车辆的可操作性；5、限速工况油量操纵，防止柴油机超出标定转速运行与发生“飞车”现象。

上面的5部分作用分别表达在图3．1l中调速特性曲线上的1、2、3、4、5曲线段内。

调速特性曲线在ECU中以三维MAP表的形式存储，x，Y，z轴分别为油门踏板位置、发动机转速与基本油量。

3．6．2起动工况操纵策略起动工况尽管只是一个短暂的过程，但却包含着许多变化迅速的因素，因此一直以来都是柴油机操纵的难点。

同时，起动过程是否迅速是衡量柴油机性能的一个重要指标，直接影响柴油机的工作可靠性与使用寿命。

在柴油机起动过程中，特别是冷起动过程中，气缸壁与燃烧室的温度较低，混合气与气缸壁问的传热增大，而且起动转速很低，漏气量增加，使压缩终点的温度与压力均较低。

另外，低温时燃油粘性增大，使燃油的蒸发与雾化恶化，影响了混合气的形成。

以上原因导致了柴油机起动困难。

基于此，本文设计了实现高压共轨柴油机起动工况的操纵策略，分别对共轨压力与喷油量进行操纵。

3．6．2．1起动工况共轨压力操纵在起动过程中，为促进燃油与空气的混合，务必迅速建立起足够高的喷射压力。

高压共轨柴油机燃油喷射系统的喷射压力能够灵活操纵，在极低的转速下，也能够建立较高的压力。

为了迅速建立共轨压力，在起动过程中使用开环操纵方式，达到目标压力后，使用闭环操纵方式维持。

按照起动过程的状态变化，将压力操纵划分为如下三个阶段：在第1阶段里，柴油机在起动初期拖转转速较低，ECU无法检测到判缸信号时，不能按照正常的凸轮相位驱动PCV阀实现供油。

因此，ECU根据采集到的转速信号计算出瞬时转速，再计算柱塞供油行程的一半，即300CAM所对应的时间，来驱动两个PCV阀分别交替工作。