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      基于運(yùn)動(dòng)方程模型的高壓油管的壓力控制研究

      2020-07-14 19:37:14虞攀閆蘇蘇程瀟雅
      科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2020年10期

      虞攀 閆蘇蘇 程瀟雅

      摘? ?要:本文在建立模型和求解的過(guò)程中,忽略單向閾值的開(kāi)始時(shí)刻與噴油器的工作時(shí)刻的相對(duì)偏差,構(gòu)建規(guī)劃模型使其目標(biāo)函數(shù)的壓力變化值趨近為0,用以保證高壓油管內(nèi)的壓力穩(wěn)定在100MPa左右。在體積與密度固定的情況下,如何維持質(zhì)量的守恒就成為了解題點(diǎn)。本文通過(guò)構(gòu)建運(yùn)動(dòng)方程模型,并采用微分方程形式對(duì)其進(jìn)行求解得出了在不同的壓力狀態(tài)下油管的壓力閥的開(kāi)啟調(diào)整策略,從而解決了高壓油管的壓力控制研究方面問(wèn)題。

      關(guān)鍵詞:回歸統(tǒng)計(jì)? 灰度預(yù)測(cè)? 運(yùn)動(dòng)方程模型

      燃油機(jī)是目前世界上應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛的一種熱力機(jī)械,它具有熱效率高、轉(zhuǎn)速和功率范圍寬等特點(diǎn)[1]。日益嚴(yán)重的能源和環(huán)境問(wèn)題迫使燃油機(jī)朝低污染、低油耗和高功率的方向發(fā)展,而一個(gè)燃油機(jī)的好壞很大程度上取決于它的燃油噴射過(guò)程[2]。所以噴油器的工作性能直接影響著燃油機(jī)高壓油管內(nèi)壓力的變化,從而使噴出燃油量出現(xiàn)偏差而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。燃油機(jī)生產(chǎn)企業(yè)為了資源的利用率,必須降低因高壓油管漏油、斷裂而出現(xiàn)的事故,如果盲目以采用高標(biāo)準(zhǔn)材料制造高壓油管,則會(huì)提高成本,所以如何使用原有材料油管并提高其使用可靠性成為了一項(xiàng)新的問(wèn)題,對(duì)燃油機(jī)生產(chǎn)企業(yè)有非常重要的經(jīng)濟(jì)意義[3]。

      1? 模型建立與求解

      1.1 對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析

      觀察題目可得,要保持高壓油管內(nèi)壓強(qiáng)恒定,且在經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間后,最終達(dá)到壓力保持不變,此過(guò)程符合質(zhì)量守恒定理。在不考慮單向閾值的開(kāi)始時(shí)刻與噴油器的工作時(shí)刻的相對(duì)偏差情況下,假設(shè)開(kāi)啟是瞬時(shí)的,建立一維高壓油管流體運(yùn)動(dòng)方程,保證單向閥與噴油器油量輸入輸出為均值。其次,當(dāng)高壓油管內(nèi)壓力需求變化時(shí),由于要求在固定時(shí)間內(nèi)達(dá)到額定值,從而不考慮體積變化情況,這時(shí)設(shè)置中間平緩期。本文從其一維高壓油管流體運(yùn)動(dòng)方程著手,發(fā)現(xiàn)其滿足一維流體水機(jī)定理,所以借助連續(xù)方程,將體積變量離散化,進(jìn)而對(duì)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行遞推求解。

      1.2 一維高壓油管流體運(yùn)動(dòng)方程模型建立

      1.3 一維高壓油管流體運(yùn)動(dòng)方程模型求解

      2? 模型檢驗(yàn)

      問(wèn)題的求解借助一維高壓油管流體運(yùn)動(dòng)方程模型,采用微分方程形式對(duì)其進(jìn)行求解,其采用的邊界條件為初始各區(qū)域壓力大小,壓力差,以及噴油質(zhì)量,即從最外層入手,引入流體力學(xué)知識(shí)對(duì)方程進(jìn)行遞推求解。觀察發(fā)現(xiàn),凸輪和柱塞的運(yùn)動(dòng)參數(shù)具有極大的關(guān)聯(lián)性。

      3? 結(jié)語(yǔ)

      由以上結(jié)果可知一維高壓油管流體運(yùn)動(dòng)方程模型對(duì)此類(lèi)問(wèn)題求解具備較高可信度。在噴油器端的工作周期與噴油時(shí)間固定的情況下,維持高壓油管內(nèi)的壓力不變, 即保證噴油器噴油與單向閥供油的質(zhì)量相等。設(shè)單向閥的開(kāi)啟時(shí)間為變量,建立連續(xù)方程求解。當(dāng)壓力內(nèi)增時(shí),流量受壓力和密度的影響而呈非線性變化,因此需要求解流量變化率,結(jié)合質(zhì)量守恒條件以微分形式建立模型。相同壓力下的穩(wěn)定性不會(huì)受動(dòng)態(tài)過(guò)程的時(shí)長(zhǎng)影響。設(shè)置中間平緩期,建立一維高壓油管流體運(yùn)動(dòng)方程模型,滿足一維流體水擊定理,代入體積流量可以得出開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 海方玉.柴油機(jī)的供油壓力及波形分析[J].黑龍江交通科技,2011,34(8): 220.

      [2] 朱鈺,張?zhí)煲?,尹自斌,?船用中速柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)匹配[J].內(nèi)燃機(jī)工程,2015,36(2):138-144.

      [3] 祝強(qiáng).利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將凸輪型線轉(zhuǎn)換為氣門(mén)升程[J]. 摩托車(chē)技術(shù),2008(5):28-30.

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