[发明专利]一种高压共轨喷油器控制室处燃油稳态温升计算方法

说明书

本发明的目的在于提供一种高压共轨喷油器控制室处燃油稳态温升计算方法，包括如下步骤：在没有外部功时，节流孔前后的燃油滞止焓守恒，定义节流孔上游和下游目标燃油的位置与孔口距离，对温度和压力求导，对比焓的导数进行从节流孔上游燃油压力到下游燃油压力的积分，得到节流孔上下游压差导致的燃油稳态温升，考虑喷射脉宽重新定义系数，建立不同喷射脉宽下喷油器工作时OZ孔和OA孔处燃油的稳态温升试验数据库，基于试验数据库采用多目标退火方法进行拟合，求解稳态温升方程组，预测在不同喷射脉宽和喷射压差条件下燃油流经OA、OZ孔时的稳态温升值。本发明能够实现对喷油器内燃油流经控制室OA、OZ孔时在不同的喷射脉宽下稳态温升的准确预测。

技术领域

本发明涉及的是一种高压共轨的计算方法，具体地说是高压共轨燃油稳态温升的计算方法。

背景技术

高压共轨系统是现代柴油机实现高效燃烧、超低排放的核心系统，而电控共轨喷油器则是高压共轨系统的重要部件，保证共轨系统以最佳的喷油规律进行喷射。通常情况下，通过嵌入到电控单元中的控制策略进行循环喷油量的精确控制。专利《一种基于学习算法的喷油量波动补偿控制方法》基于LM-BP神经网络构建波动影响因子和喷油量修正值之间的网络关系，通过遗传算法获得补偿喷油量修正值，然而提出的补偿控制方法忽略了共轨喷油器在喷射过程中热效应对循环喷油量的影响。在高压燃油喷射过程中，控制室处燃油通过进油节流孔OZ、出油节流孔OA后会生热，生热现象一方面会使得控制室内燃油物性随温度的改变而改变，另一方面，生热导致控制针阀运动的高速电磁阀动态响应恶化。因此，在高压共轨循环喷油量修正策略研究时，需要考虑到控制室处温升产生的热效应。然而，目前，关于高压共轨喷油器控制室处燃油温升计算方法的相关专利未有公开。

发明内容

本发明的目的在于提供可以准确预测不同喷射压力条件下燃油的温升，为更高喷射压力下喷油量的精确预测控制以及开展喷油器三维热分析提供准确的温升边界条件的一种高压共轨喷油器控制室处燃油稳态温升计算方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种高压共轨喷油器控制室处燃油稳态温升计算方法，其特征是：

(1)设喷油器内高压燃油流经控制室OZ孔和OA孔的过程为绝热节流膨胀过程，在没有外部功时，节流孔前后的燃油滞止焓守恒：

上式中，h是温度T和压强P的函数，表示燃油的比焓，u为燃油的速度，下标1和2分别代表节流孔的上游和下游；

(2)定义节流孔上游和下游目标燃油的位置与孔口距离为Y，在这个Y的位置上，节流孔上游燃油流速u₁和下游燃油流速u₂稳定且相等，即u₁≈u₂，公式中的比焓是随着燃油温度和压力瞬变的，公式对温度和压力求导后为：

上式中，C_p为燃油定压比热容，ρ为燃油的密度，其中体积热膨胀系数β具体表示为：

(3)对比焓的导数进行从节流孔上游燃油压力P₁到下游燃油压力P₂的积分，得到节流孔上下游压差导致的燃油稳态温升为：

上式中，ε为燃油连续流经节流孔时压降ΔP和稳态温升ΔT的系数；

(4)高压共轨喷油器的喷射为脉冲喷射，在考虑喷射脉宽的t下重新定义系数ε^*：

(5)建立不同喷射脉宽下喷油器工作时OZ孔和OA孔处燃油的稳态温升试验数据库，基于试验数据库采用多目标退火方法对公式进行拟合，分别得到OZ孔和OA孔节流温升计算公式的待定系数：