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高压共轨系统的燃油喷射性能对柴油机整机性能有着极大的影响。喷射压力曲线、开启延时、关闭延时、喷油持续期、喷油量等参数的微小变化都会对燃烧室内的燃烧反应造成很大的影响,进而影响柴油机性能。因此,实时监控喷油性能的相关参数对把握柴油机运行状态有着极大的意义,在试验台架上进行高压共轨系统试验时,可以通过压力传感器等设备获得喷油器喷油压力曲线、喷油量等参数用以调节高压共轨系统相关参数、实时监测共轨系统性能。但在诸如燃烧等试验台架或实际工程运用中,喷油器被封闭于燃烧室内,无法通过传统方法直接获得喷油压力曲线、喷油量等性能参数。此时,通过各类方法获得喷油相关参数则显得尤为必要。本文根据试验台架的约束指标和部分结构参数,采用AMESim16.0软件建立高压共轨系统液力过程一维仿真模型,通过调节相关参数使系统性能符合喷油性能指标要求。针对喷油性能的需求和传统喷油性能观测的局限性提出两种利用不同算法观测高压共轨系统喷油性能的方法:当可供参考的样本不足时,可以推导得出喷油量方程,通过遗传算法解算相应参数校正方程,最终得到喷油量;当可供参考的样本充足时,可以通过长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)的变种门循环单元(Gate Recurrent Unit,GRU)对整个喷油周期内的喷油压力进行精确观测。针对样本量较少的情况,由于喷油量为一个数值而非高维的数列,结合遗传算法仅需较少的训练数据即可完成模型中相关参数的优化。本文以喷油器的喷油量为目标建立喷油量观测模型,选取正常工况中的正常状态与喷油器提前结束喷油状态和75%工况中的正常状态与喷油器提前结束喷油状态各3组数据作为训练集输入遗传算法中进行多目标优化运算,6)1、6)2和6)3为优化参数。在此基础上,验证此模型在不同工况、不同运行状态以及不同训练状态下对高压共轨系统喷油量的观测情况并与通过仿真模型得到的喷油量观测情况进行对比。利用样本量较少情况下的喷油量观测模型,针对正常工况、75%工况和怠速工况三种工况下的正常状态、喷油器提前结束喷油状态和高压油泵柱塞磨损状态三种状态,共9种运行情况的喷油量进行观测,在90个测试样本中平均相对误差为1.6853%,最大相对误差为4.4396%。在未经训练的情况下,30个测试样本中的平均相对误差可达到1.4952%、0.8175%与1.8555%,最大相对误差分别为2.7209%、2.0042%与1.8555%。本模型在数据量与数据种类较少的情况下,能够较为精确地观测除漏油状态以外的任何运行状态和训练情况的高压共轨系统喷油量。针对样本量较多的情况,相关的训练数据较多,可通过其它算法对高压共轨系统喷油压力曲线这一时序序列建立相应的观测模型。本文选择LSTM的变种GRU建立高压共轨系统喷油压力曲线观测模型,并以正常工况下的五种运行情况为例建立高压共轨系统喷油压力观测模型。选取每种运行情况各10次喷油循环的轨压、喷油压力与控制脉宽构成训练集,选取每种运行情况各3次喷油循环的轨压、喷油压力与控制脉宽构成测试集。采用离散下降法改变学习率,使用Adam(Adaptive Momentum Estimation)进行优化。利用轨压信号与其它相关时序信号建立高压共轨系统喷油压力曲线观测模型,对比不同运行状态下不同喷油器的实际喷油曲线与使用喷油压力观测模型得到的观测喷油曲线,使用喷油开始时刻差值、喷油压力最大时刻差值、喷油结束时刻差值、喷油持续期差值、喷油最大压力差值与EMD(Empirical Mode Decomposition)等参数对其进行相应的误差分析,并以台架试验为基础,将其结果与一维仿真模型结果进行对比,用以验证此喷油压力观测模型的正确性与准确性。利用样本量较多情况下的喷油压力曲线观测模型,针对上述五种状态的75个测试样本,其喷油开始时刻的平均观测误差为0.0013 ms,最大误差为0.1 ms;喷油压力最大时刻的平均观测误差为0.0227 ms,最大误差为0.2 ms;喷油结束时刻的平均观测误差为0.0253 ms,最大误差为0.1 ms;喷油持续期的平均观测误差为0.0267 ms,最大误差为0.2 ms;喷油压力最大误差平均值为2.06 MPa,最大误差为6.51 MPa;平均EMD为37.88,最大误差为108.32。能够较好地对高压共轨系统不同运行情况的喷油压力曲线进行观测。与常用的一维仿真模型相比,两种模型的平均EMD相近,分别为37.88(一维仿真模型)与33.62(高压共轨系统喷油压力曲线观测模型),喷油压力的总体差值相近,分别为53.62 MPa(一维仿真模型)与54.23 MPa(高压共轨系统喷油压力曲线观测模型),综合而言,两种模型的总体精度大致相当。能够较为准确地对高压共轨系统不同运行情况的喷油压力曲线进行观测。两种模型的总体精度大致相当。与经过校核的高压共轨系统一维仿真模型得到的喷油压力曲线相比,整体精度大致相当,但在压力较大区域(喷油压力峰值附近)精度优于仿真模型,且运算速度快,设备要求低。