[发明专利]一种船用低速机两级柱塞增压式共轨燃油系统仿真方法

权利要求书

1.一种船用低速机两级柱塞增压式共轨燃油系统仿真方法，其特征是：

(1)对系统的控制步长Nt、运算过程的总时间NT,0Nt≤NT，增压单元、高压油管和喷油器内结构参数和压力初值进行设定；

(2)建立燃油系统的数学模型：包括燃油增压单元数学模型、高压油管数学模型和喷油器数学模型；

(3)基于已建立好各模型的输入输出参量的对接实现模型间的数据传递：计算在一个步长时刻Nt燃油系统内燃油流经各个部分的实时压力变化及压力值，获得该步长时刻的喷油压力值，基于上一步长时刻系统内状态值，在NT/Nt步内对燃油系统模型进行迭代运算，获得燃油系统整个工作过程的喷油压力数据。

2.根据权利要求1所述的一种船用低速机两级柱塞增压式共轨燃油系统仿真方法，其特征在于：步骤(1)中，需要设定的初值参量包括：

系统的控制步长Nt、运算过程的总时间NT,共轨伺服油压力Ps，增压单元内大小柱塞直径D1、D2、燃油增压腔容积Vy,高压油管长度L和直径d_hp,喷油器盛油槽容积V_f和压力室容积V_in。

3.根据权利要求2所述的一种船用低速机两级柱塞增压式共轨燃油系统仿真方法，其特征在于：步骤(2)中建立燃油系统的数学模型：包括燃油增压单元数学模型、高压油管数学模型和喷油器数学模型；

(a)构建燃油增压单元数学模型的具体方法：

设定电磁信号I驱动燃油增压单元中两位三通电磁阀切换开闭状态，对低压燃油增压；

增压后燃油压力变化值为

其中，ΔV_y为燃油增压腔的体积变化值，Q_out为燃油流入高压油管的流量，E为燃油的体积弹性模量；

(b)在高压油管中考虑一维空间管路波动，构建高压油管数学模型的具体方法：

将高压油管中流动按空间长度位置划分，分段求解，获得在一个控制步长Nt内从ΔL距离起的L距离内的正向压力波动值：

及从当前距离ΔL起的反向压力波动值：

从Nt时刻起的NT/Nt步内的正向及反向压力波动值：

其中K为耗散因子，L^*为高压油管任意划分位置的距离；

获得高压油管进出口位置流速：

v(0)＝[F(0)+R(0)]/(αρ)，v(L)＝[F(L)+R(L)]/(αρ)，α为声速，ρ为燃油密度；

(c)构建喷油器数学模型的具体方法：

盛油槽内燃油压力变化值为

其中，ΔV_f为盛油槽腔的体积变化值，Q_in为高压油管内燃油流入盛油槽的流量，Q_out为燃油流入压力室的流量；

压力室内燃油压力变化值为

其中，Q_in为盛油槽流入压力室的燃油流量，Q_out为由喷孔喷出的流量；

其中A_in为盛油槽与压力室流通面积；

其中P₀为缸内压力，A_*为喷孔总面积。

4.根据权利要求3所述的一种船用低速机两级柱塞增压式共轨燃油系统仿真方法，其特征在于：步骤(3)中，基于已建立好各模型的输入输出参量的对接实现模型间的数据传递，具体为：

将带入计算燃油压力变化值ΔP_y获得实时增压腔内燃油压力：

P_y＝P_y0+ΔP_y；

将带入计算燃油压力变化值ΔP_f获得实时盛油槽内燃油压力：

P_f＝P_f0+ΔP_f；

计算在一个步长时刻Nt燃油系统内燃油流经各个部分的实时压力变化及压力值，获得该步长时刻的喷油压力值，基于上一步长时刻系统内状态值，在NT/Nt步内对燃油系统模型进行迭代运算，获得燃油系统整个工作过程的喷油压力数据。