吉林大学学报(工学版) ›› 2018, Vol. 48 ›› Issue (1): 236-244.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20161353

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缸内直喷汽油机共轨系统结构参数优化

胡云峰1, 2, 王长勇2, 于树友1, 2, 孙鹏远3, 陈虹1, 2   

  1. 1. 吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室,长春 130022;
    2. 吉林大学 通信工程学院,长春 130022;
    3. 中国第一汽车集团公司 技术中心,长春 130011
  • 收稿日期:2015-07-10 出版日期:2018-02-26 发布日期:2018-02-26
  • 通讯作者: 于树友(1974-),男,副教授,博士. 研究方向:非线性控制,模型预测控制. E-mail:yushuyou@126.com
  • 作者简介:胡云峰(1983-),男,讲师,在站博士后. 研究方向:发动机控制. E-mail: huyf@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目 (615201106008,61703177,61573165); 吉林省科技厅项目(20170520067JH)

Structure parameters optimization of common rail system for gasoline direct injection engine

HU Yun-feng1, 2, WANG Chang-yong2, YU Shu-you1, 2, SUN Peng-yuan3, CHEN Hong1, 2   

  1. 1. State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control, Jilin University, Changchun 130022, China;
    2. College of Communication Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China;
    3. R&D Center, China FAW Group Corporation, Changchun 130011, China
  • Received:2015-07-10 Online:2018-02-26 Published:2018-02-26

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303

摘要： 为了降低缸内直喷汽油(Gasoline direct injection,GDI)发动机共轨系统的轨压波动,同时减少共轨系统结构参数实验标定的工作量,提出了基于改进型遗传算法的共轨系统结构参数优化设计方法。首先,在GT-suite搭建了GDI共轨系统模型,该模型主要由高压泵模型、共轨管模型、喷油器模型及低压泵模型组成;其次,通过动力学特性分析了共轨管体积、阻尼孔直径对共轨压力波动及上升时间的影响,并验证了模型的合理性;然后设计了基于前馈和反馈相结合的共轨压力控制系统,在此基础上,以共轨压力波动及上升时间为目标函数,以阻尼孔直径和共轨管体积为优化变量,提出了基于改进型遗传算法的共轨系统多结构参数优化方法;最后,通过仿真实验验证了本文方法的有效性。

关键词: 自动控制技术, 缸内直喷汽油机共轨系统, 结构参数优化, 闭环控制, 遗传算法

Abstract: To reduce the common rail pressure fluctuation and reduce the workload of experimental calibration of structure parameters for Gasoline Direct Injection (GDI) engine, a structure parameters optimization method of common rail system is proposed based on improved genetic algorithm. First, a model of GDI common rail system, including high-pressure pump, common rail pipe, injector and low-pressure pump, is developed in GT-suite environment. Second, the effects of common rail pipe volume and damping orifice diameter of the rail pressure fluctuation and rise-time are analyzed by dynamics, and the rationality of the model is verified. Finally, a control system of the common rail pressure is designed based on feedforward and feedback. On this basis, an improved genetic algorithm is used to optimize the damping orifice diameter and common rail pipe volume, considering the common rail pressure fluctuation and rise-time as the objective functions. Simulation results show the effectiveness of the proposed optimization method.

Key words: automatic control technology, GDI common rail system, structure parameters optimization, closed-loop control, genetic algorithm

中图分类号: 

  • TP273
[1] Yan F J, Wang J M.Common rail injection system iterative learning control based parameter calibration for accurate fuel injection quantity control[J]. International Journal of Automotive Technology, 2011, 12(2): 149-157.
[2] Luo Z L, Huang K.Optimized design of structure parameter of new fuel injection system[J]. Advanced Materials Research, 2013, 655: 486-490.
[3] 张斌. 高压共轨系统高压泵结构参数对轨压波动影响的仿真研究[D]. 长春:吉林大学汽车工程学院, 2012.
Zhang Bin.Research on simulation of effects of high pressure pump structural parameters on the fluctuation of rail pressure[D].Changchun: College of Automotive Engineering,Jilin University, 2012.
[4] 吕晓辰, 李国岫, 孙作宇, 等. 高压油管结构对电控单体泵燃油系统性能的影响[J]. 兵工学报, 2016, 37(10):1778-1787.
Lv Xiao-chen,Li Guo-xiu,Sun Zuo-yu,et al.Effect of high pressure fuel pipe structure on performance of electronic unit pump fuel system[J]. Acta Armamentarii, 2016, 37(10):1778-1787.
[5] 袁亚飞, 李丽, 宋睿智, 等. GDI喷油器喷嘴结构参数对喷雾特性影响分析[J]. 现代车用动力, 2016(3):22-27.
Yuan Ya-fei, Li Li, Song Rui-zhi, et al.Analysis of influence of key structure parameters about spray characteristic of injector in gasoline direct injection system[J]. Modern Vehicle Power, 2016(3):22-27.
[6] 裴海灵, 周乃君, 杨南, 等. 基于多学科设计优化的共轨管设计优化[J]. 中南大学学报:自然科学版, 2011, 42(1):234-239.
Pei Hai-ling, Zhou Nai-jun, Yang Nan, et al.Rail tube optimization based on multidisciplinary design optimization[J]. Journal of Central South University (Science and Technology),2011, 42(1):234-239.
[7] 葛继科, 邱玉辉, 吴春明, 等. 遗传算法研究综述[J]. 计算机应用研究, 2008, 25(10):2911-2916.
Ge Ji-ke, Qiu Yu-hui, Wu Chun-ming, et al.Summary of genetic algorithms research[J]. Application Research of Computers, 2008, 25(10):2911-2916.
[8] 赵万忠, 施国标, 林逸, 等. 基于遗传算法的EPS系统参数优化[J]. 吉林大学学报:工学版, 2009, 39(2):286-290.
Zhao Wan-zhong, Shi Guo-biao, Lin Yi, et al.Parameter optimization of EPS system based on genetic algorithm[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2009, 39(2):286-290.
[9] 董立岩, 苑森淼, 刘光远, 等. 一种基于遗传算法的受限制的分类器学习算法[J]. 吉林大学学报:工学版, 2007, 37(3):595-599.
Dong Li-yan, Yuan Sen-miao, Liu Guang-yuan, et al.Constrained classifier learning algorithm based on genetic algorithm[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2007, 37(3):595-599.
[10] Li H,Zuo H, Liang K, et al.Optimizing combination of aircraft maintenance tasks by adaptive genetic algorithm based on cluster search[J]. Journal of Systems Engineering and Electronics, 2016, 27(1): 140-156.
[11] Wei X K, Shao W, Zhang C, et al.Improved self-adaptive genetic algorithm with quantum scheme for electromagnetic optimization[J]. IET Microwaves, Antennas & Propagation, 2014, 8(12): 965-972.
[1] 顾万里,王萍,胡云峰,蔡硕,陈虹. 具有H∞性能的轮式移动机器人非线性控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1811-1819.
[2] 李战东,陶建国,罗阳,孙浩,丁亮,邓宗全. 核电水池推力附着机器人系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1820-1826.
[3] 吴蔚楠,崔乃刚,郭继峰,赵杨杨. 多异构无人机任务规划的分布式一体化求解方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1827-1837.
[4] 赵爽,沈继红,张刘,赵晗,陈柯帆. 微细电火花加工表面粗糙度快速高斯评定[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1838-1843.
[5] 焦玉玲, 张鹏, 田广东, 邢小翠, 邹连慧. 基于多种群遗传算法的自动化立体库货位优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1398-1404.
[6] 王德军, 魏薇郦, 鲍亚新. 考虑侧风干扰的电子稳定控制系统执行器故障诊断[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1548-1555.
[7] 闫冬梅, 钟辉, 任丽莉, 王若琳, 李红梅. 具有区间时变时滞的线性系统稳定性分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1556-1562.
[8] 张茹斌, 占礼葵, 彭伟, 孙少明, 刘骏富, 任雷. 心肺功能评估训练系统的恒功率控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1184-1190.
[9] 董惠娟, 于震, 樊继壮. 基于激光测振仪的非轴对称超声驻波声场的识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1191-1198.
[10] 李启良, 曹冠宁, 李璇, 杨志刚, 钟立元. 三厢轿车多参数气动优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 670-676.
[11] 田彦涛, 张宇, 王晓玉, 陈华. 基于平方根无迹卡尔曼滤波算法的电动汽车质心侧偏角估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 845-852.
[12] 张士涛, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 田大鹏. 基于零相差轨迹控制方法提升快速反射镜性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 853-858.
[13] 王林, 王洪光, 宋屹峰, 潘新安, 张宏志. 输电线路悬垂绝缘子清扫机器人行为规划[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 518-525.
[14] 孙文, 王庆年, 王军年. 基于横摆力矩控制的电动轮汽车转弯节能控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 11-19.
[15] 朱枫, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 张士涛. 基于强跟踪卡尔曼滤波的陀螺信号处理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1868-1875.
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