近些年来,随着国家节能环保政策的推行和落实,内燃机车作为铁路运输行业中重要的动力设备,对其节能和排放特性提出了更高的要求。为实现这一目标,机车内燃机使用电喷控制技术成为了必然,既解决了节能环保的问题,同时还提高了机车的运行安全。目前机车内燃机的电喷控制系统产品主要有国外几家公司提供,我国对于该系统仍处于引进吸收状态,急需建立自主知识产权的柴油机电喷控制系统的开发平台。为此本文针对内燃机车柴油机电喷控制技术进行研究,这对于提高我国对该领域的研究国产化具有深远的意义。本文通过查阅了大量的国内外文献资料,详细研究分析了柴油机电喷控制技术的发展现状,提出了柴油机高压共轨电喷控制技术在内燃机车上的应用。然后对选择柴油机高压共轨电喷控制系统的工作原理进行介绍,根据其结构和特点提出了柴油机高压共轨电喷控制系统的设计方案。柴油机高压共轨电喷控制系统的关键部件主要有高压燃油泵、燃油共轨管、燃油喷射器、传感器和电控单元五部分,文中接着对各关键部件的主要工作原理和功能进行了介绍。紧接着对柴油机高压共轨电喷控制算法展开研究,本文基于前馈控制和模糊PID控制,针对机车柴油机设计了前馈自适应模糊PID控制,分别从喷油量、喷油率、喷油正时和多次喷射控制等几个方面对系统的性能特点进行分析和研究,合理地制定了控制策略以便实现对系统的最优控制。然后基于电喷控制系统的技术要求做了电控系统的硬件设计,以恩智浦车用级微控制器MC9S12XEP100作为本课题的控制系统核心,并分别对最小系统电路、输入信号处理电路、电源管理电路、燃油喷射器驱动电路和通信电路展开设计。最后本文根据柴油机高压共轨电喷控制系统的基本工作原理和系统关键部件的结构特性建立了数学模型,利用Matlab/Simulink仿真设计软件搭建了仿真模型,设定参数并进行仿真。根据结果,对系统内部各结构及参数对系统性能的影响及作用进行分析。同时完成了对几种控制算法的实验仿真和分析,在稳定性、响应性和抗干扰性等方面相前馈自适应模糊PID控制算法要明显优于另外两种算法,所以最终确定了前馈自适应模糊PID控制算法作为本课题的核心算法。最后结合控制模型与系统模型联合仿真,对控制策略进行验证,观察在控制算法下对系统在不同工况下对轨压和喷油量、喷油脉宽的合理性,证明本课题设计的柴油机高压共轨电喷控制系统具有实际的应用价值。