简介:本文是压力有关硕士学位论文范文与油管有关专科毕业论文范文.
摘 要：燃油发动机依靠燃油进入和喷出的间歇性工作过程产生动力.本文对高压油管的压力变化过程进行建模分析,给出控制燃油进出的合适策略,保证发动机的工作效率.
关键词：偏微分方程模型;差分迭代模型;开关函数;自动控制原理
1.问题提出
问题1.假设高压油泵在入口A处提供的压力恒为160 MPa,高压油管内的初始压力为100 MPa.给出不同要求下单向阀开启时长的最佳策略：
Case1：使高压油管内的压力尽可能稳定在100 MPa左右
Case2：使将高压油管内的压力从100 MPa增加到150 MPa,且分别经过约2 s、5 s和10 s的调整过程后稳定在150 MPa
问题2. 假设高压油泵在入口A处提供的压力为变化值.在实际工作过程中,高压油管A处的燃油来自高压油泵的柱塞腔出口,喷油由喷油嘴的针阀控制.柱塞向上运动时压缩柱塞腔内的燃油,当柱塞腔内的压力大于高压油管内的压力时,柱塞腔与高压油管连接的单向阀开启,燃油进入高压油管内.柱塞腔内直径为5mm,柱塞运动到上止点位置时,柱塞腔残余容积为20mm3.柱塞运动到下止点时,低压燃油会充满柱塞腔（包括残余容积）,低压燃油的压力为0.5 MPa.噴油器喷嘴结构如图4所示,针阀直径为2.5mm、密封座是半角为9°的圆锥,最下端喷孔的直径为1.4mm.针阀升程为0时,针阀关闭;针阀升程大于0时,针阀开启,燃油向喷孔流动,通过喷孔喷出.
确定凸轮的角速度,使得高压油管内的压力尽量稳定在100 MPa左右.
2.问题分析
2.1问题1的分析
问题1假设高压油泵在入口A处提供的压力恒为160 MPa,高压油管内的初始压力为100 MPa.要求给出不同规定条件下单向阀开启时长的最佳策略.
由于进出高压油管内燃油的质量影响管内燃油密度的变化,进而影响管内压强,因此分析单向阀A处的燃油流入质量与喷油嘴B处的喷出燃油质量表达式,结合注释中给出的流量函数与压强变化函数,我们考虑建立恒进压油管系统的偏微分方程模型.
要使高压油箱内的压强稳定在100MPa,假定在初始时刻打开单向阀和喷油器,建立单向阀的判断函数与喷油器的喷油速率函数.同时借助MATLAB拟合附件三中弹性模量
关于压强
的函数表达式.考虑将系统的微分方程模型离散化,本文建立恒进压油管系统的差分迭代模型,并使用迭代算法求解单向阀的最佳开放时长.
要使经过不同时间间隔高压油箱内的压强从100MPa增加并稳定在150MPa,我们可对上述模型进行修改,求解不同条件下单向阀开启的最佳时长.
2.1 问题2的分析
问题2中高压油泵在入口A处提供的压力为变化值,并给出高压油泵凸轮与柱塞的工作规律与相关参数,我们需要求解使高压油管内的压力稳定在100 MPa左右的凸轮角速度.
首先,借助附件二中所给的针阀运动曲线数据,我们可以建立升程时间—喷口面积函数,由此可得升程时间—喷油管流量的函数关系.凸轮角速度影响柱塞的上升速度,进而影响进入的燃油质量.在问题1建立的恒进压油管系统微分方程模型的基础上,结合计算出的凸轮角速度与柱塞上升速度函数,建立变进压油管系统微分方程模型并进行差分迭代求解,并根据凸轮角速度的理论计算值对该模型进行检验.
3.模型的建立与求解
3.1 问题1模型的建立与求解
设高压油管体积恒为
,某一时刻油管内燃油的密度为
,压强为.从这一时刻起,经过一极小时间间隔
后,从喷油嘴B处喷出的燃油质量为
,从A处流入油管的燃油质量为
,其计算公式为
其中,
為高压侧油密度.由注释1可知
根据附件三中的数据,借助MATLAB将弹性模量拟合为一个关于的三次函数：
对上式积分可得,
.绘制相应函数图如下：
3.2 问题2模型的建立
对于问题二,高压油管喷油嘴的实际喷油面积并不是一个恒定值.当针阀升程较小时,针阀与密封座之间的间隙小于最下端喷口面积,此时计算流量应采用针阀与密封座之间间隙面积;当针阀升程较大时,针阀与密封座之间间隙面积大于最下端喷口面积,此时计算流量应采用最下端喷口面积.
最下端喷口面积为：
其中,
为喷口半径,
.
针阀升程为
时,针阀最下端所处平面与密封座相交截面圆半径为
其中,
为针阀直径.此时针阀与密封座之间的间隙面积为
当
时,对应升程时间为0.33ms和2.12ms,即在0.33～2.12ms内针阀升程虽然仍在增大,但喷口面积不再改变.因此,0.33～2.12ms内喷口面积的计算值为
.结合附件二中所给的针阀运动曲线数据,求出升程时间—喷口面积函数
的数据点.
（作者单位：西北工业大学）
总结：本文汇总，上述文章是关于压力方面的大学硕士和本科毕业论文以及油管相关压力论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
油管引用文献:
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