电控柴油机快速标定优化方法的实证研究

摘要

电控单体泵柴油机通过电子调速系统和电控喷油系统相配合对柴油机转速和动力输出进行调节，不同的喷油过程参数将直接影响柴油机整体性能。为满足不同用户对柴油机性能的需求，需对柴油机的喷油过程参数进行相应标定。由于国内缺少柴油机喷油参数工程数据库，所以到目前为止，关于柴油机喷油参数的标定研究大都依靠经验数据和实验标定等方法，柴油机喷油过程参数的确定一般是通过大量的实验标定来完成。实验标定方法需要进行大量重复的实验，成本很高，费时费力。为节约标定成本，寻求一种更为快捷且成本较低标定方式来实施标定工作具有很高的现实意义。
　　本文所研究的是一种通过仿真模拟与具体实验相结合的快速标定方法，即通过软件仿真模拟计算进行柴油机喷油过程参数数值标定，得出喷油过程参数数值MAP图，再以此MAP为基础从事实验标定。通过研究发现，此种方法能大大缩短实验标定所需的时间减，少实验标定工作量节约实验标定成本。
　　文中以某电控单体泵柴油机为原型建立相关柴油机整机仿真计算模型，对较能体现柴油机性能的几个不同转速、不同负荷工况点进行仿真分析。利用GT-POWER优化工具，以柴油机动力性、经济性和排放性能指标为优化目标，对柴油机喷油过程参数进行数值标定。得到满足柴油机动力性、经济性和排放性三种不同用户需求的数值标定MAP图。然后将数值标定MAP图导入实验标定的ECU中，在数值标定MAP基础上进行实验标定，以期缩短柴油机标定时间。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 实验设计技术

1．2．2 试验数据建模技术

1．2．3 参数优化技术

1．2．4 MAP优化技术

1．3 研究方法

第2章 建立柴油机模型的理论基础

2．1 柴油机缸内工作过程基本计算方程

2．2 气缸周壁传热

2．3 气缸内燃烧过程计算

2．4 进排气管工作过程模拟

2．5 涡轮增压器的工作过程数值模拟

2．5．1 增压的衡量指标

2．5．2 涡轮机特性曲线

2．5．3 废气涡轮增压对发动机动力性和经济性的影响

2．6 柴油机喷油喷射系统数值计算模拟

2．6．1 一维流体非定常可压缩流体流动计算基本方程

2．6．2 波管流微幅扰动方程解析

第三章 建模型建立及喷油参数数值标定

3．1 建立柴油机仿真模型

3．1．1 柴油机仿真模型的组成结构

3．1．2 柴油机整机模型的主要参数

3．2 柴油机喷油参数数值标定

3．2．1 柴油机经济性MAP的喷油参数数值标定

3．2．2 柴油机动力性MAP的喷油参数数值标定

3．2．3 柴油机排放性MAP的喷油参数数值标定

3．3 柴油调速MAP图的仿真实现

第四章 柴油机喷油参数实验标定

4．1 实验标定方案

4．1．1 实验目的和任务

4．1．2 实验场地和设备

4．1．3 实验方法

4．1．4 实验步骤

4．2 实验标定数据与数值标定数据对比

4．2．1 柴油机经济性MAP的实验数据与数值标定数据对比

4．2．2 柴油机动力性MAP的实验数据与数值标定数据对比

4．3 满足排放性要求的喷油参数实验验证

4．4 本章小结

第五章 基于柴油机各缸EGR率差异的仿真分析

5．1 各缸喷油参数相同标定方法的仿真分析

5．1．1 各缸喷油参数相同的标定方式所存在的问题

5．1．2 柴油机各缸实际EGR率不同的原因分析

5．2 分缸标定优化的仿真分析

5．2．1 喷油量的分缸标定研究

5．2．2 喷油提前角的分缸标定研究

5．2．3 柴油机喷油量与喷油提前角同时进行分缸标定

5．3 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

读研期间论文发表情况