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第42卷第3期佳木斯大学学报自然科学版Vol.42No.3
2024年03月JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)Mar.2024
1402(2024)030165-04
文章编号：1008
轨压波动非线性预测模型研究
刘世超，
云，文杜成达，杨恒晨，孙强，窦伟
白云
（燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛066004）
摘要：轨压波动是由高压油泵连续脉动供油和喷油器间歇喷射导致系统内燃油受到周期性
激励而引起的响应。分析了共轨管内压力波动的产生机理，基于燃油非定常流动的连续方程和
动量方程导出了表征轨压波动的双曲型偏微分方程，通过数值差分方法离散偏微分方程而得到
系统状态矩阵，以油泵供油压力变化率和喷油器喷油压力变化率作为系统输入变量，共轨管不同
位置压力波动作为系统输出变量，以状态空间方法分析了系统压力波动特性。将计算结果与实
验测量数据进行对比，结果表明所建立的非线性数值模型能准确表征轨压波动特性。
关键词：共轨；轨压；非线性；预测模型
中图分类号：TK421.4文献标识码：A
0引言方向而不考虑其他方向的影响，则共轨管内燃油流
动连续方程为：
高共轨燃油喷射系统在降低环境污染、节约能au1
源及发动机智能化控制等方面有着突出的技术优a2at=0(1)
势1，被认为是现今最具有发展前景的柴油机电控其中，t是时间变量，u为共轨管内燃油流速，
技术。高压共轨是一个多自由度复杂非线性动力是沿着共轨管轴向的空间变量，p为共轨管内燃
学系统，其以高压油泵和喷油器压力变化作为激油压力，β为燃油密度，α为声速。
励，系统对激励的响应产生[2-3]而共轨管内燃油一维等温流动的动量方程为：
压力波将在系统内反复循环传播，系统内燃油auau1
+u=0(2)
动力效应是压力波在系统内传播、反射及交互作用t++
的体现。研究表明喷油器喷油阶段盛油腔内的压其中，f为管内燃油流动阻力。式中的第二项
力波动与喷油结束后共轨内的残余压力波有关。
与第一项的比近似等于燃油流速与声速的比，因
在同一个喷油器多次喷射和不同喷油器顺序喷射
此，式(2)的第二项可忽略。燃油流动阻力由稳定
之间，共轨管内有许多残余压力波，压力波的相位
流动公式计算，则式（2）可写成：
和幅值随着发动机的工况不同而不断变化，而且往
au
往不会很快衰减消失。当前一工作过程产生的压t+2pku=0(3)
力波进人下一个喷射循环时，由于压力波的叠加，
其中，k为燃油粘性阻力系数。
造成共
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