活塞泄漏针阀喷嘴节流孔共轨管弹簧蓄压管节流孔图喷油器基本结构图喷油器工作原理是喷油器根据调速系统输入的信号，以最佳的喷射正时喷万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文射量喷射率和喷射方式将油轨中的燃油喷射到发动机燃烧室中。喷射的控制是通过球阀和节流孔来实现的，其中球阀的作用是通过开启与关闭操作控制压力室中的压力，进而准确地控制喷射的开始和结束时间。压力室中的压力通过活塞的运动，进而控制喷嘴针阀来达到开始或停止喷油的控制，当活塞运动使得喷嘴针阀打开时，喷嘴先将燃油雾化，再根据节流孔提供的喷射率对燃油进行喷射。控制室模型根据流量守恒定律，对控制室建立模型模型，其基本的数学方程如下式中控制室体积燃油的弹性模量流进或流出的燃油流量喷油效率。对于其中运动的机械部件有⋅⋅其中表示有效面积，表示速度。根据贝努利方程，计算流进控制室和流出控制室的流量其中表示流量系数是有效面积是燃油密度,万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文,活塞泄漏针阀喷嘴节流孔共轨管弹簧蓄压管节流孔图喷油器基本结构图喷油器工作原理是喷油器根据调速系统输入的信号，以最佳的喷射正时喷万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文射量喷射率和喷射方式将油轨中的燃油喷射到发动机燃烧室中。喷射的控制是通过球阀和节流孔来实现的，其中球阀的作用是通过开启与关闭操作控制压力室中的压力，进而准确地控制喷射的开始和结束时间。压力室中的压力通过活塞的运动，进而控制喷嘴针阀来达到开始或停止喷油的控制，当活塞运动使得喷嘴针阀打开时，喷嘴先将燃油雾化，再根据节流孔提供的喷射率对燃油进行喷射。控制室模型根据流量守恒定律，对控制室建立模型模型，其基本的数学方程如下式中控制室体积燃油的弹性模量流进或流出的燃油流量喷油效率。对于其中运动的机械部件有⋅⋅其中表示有效面积，表示速度。根据贝努利方程，计算流进控制室和流出控制室的流量其中表示流量系数是有效面积是燃油密度。根据环形间隙渗流流量公式，得到泄露量的值，其公式如式⋅其中表示两端电压差表示控制活塞与配合面间隙表示密封长度表示运动粘度。管道模型管道模型的建立是根据维连续流动方程，如式所示−表示流量速度，表示与水平的夹角，表示与管壁的相对密度相关的粘度摩擦。万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文⋅其中表示声速表示管道的截面积。控制活塞受力平衡方程−−其中表示控制活塞质量表示控制活塞加速度表示针阀的承压面积表示阻尼系数。喷油器电磁铁响应特性的基本方程电磁铁响应特性包括电磁铁线圈电路方程磁路方程电磁铁吸力方程和电磁阀衔铁运动方程，其中电磁铁线圈电路方程为−式中，表示电磁阀驱动电压表示通电线圈电流表示线圈内阻表示磁通量。磁路方程为−式中，表示电流表示线圈匝数表示磁通量表示气隙磁导表示铁磁导。电磁铁吸力方程为式中，表示电磁力表示空气磁导率表示导磁面积。电磁阀衔铁运动方程为−−⋅式中，表示衔铁弹簧力表示衔铁和电磁阀运动阻力表示衔铁所受压力表示衔铁质量表示衔铁的运动加速度，当电磁阀衔铁开始运动时，停止运动时。根据上述公式，经整理并简化可以得到喷油器的传递函数为其中，时间常数为待定系数。下面给出中国重汽集团杭州发动机有万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文限公司的型喷油器的数学模型柴油机建模分析在柴油机调速系统中，通常用给定负荷下曲轴的转速是否稳定来表示柴油机的工况稳定与否，在建立柴油机数学模型时，通常忽略柴油机的摩擦力矩，此时，若要使柴油机的输出达到稳定，必须满足输出主力矩与曲轴上的阻力矩相等的条件，即根据达朗贝尔定理，柴油机输出角速度与扭矩之间的关系可表示为−式中，曲轴角速度转动惯量输出扭矩阻力矩。若负载发生波动，则会产生偏离稳定工作点的偏差，此偏差可根据小偏差线性化方法可列出⎪⎩⎪⎨⎧式中，稳态时曲轴角速度稳态时输出力矩稳态时阻力矩角速度增量输出力矩增量阻力矩增量。将式代入式，得−再由式，上式可以写成−柴油机喷油泵的齿条位置控制了喷油量大小，也就控制了柴油机的输出力矩，所以与喷油泵的齿条位置有关，同时也与柴油机的转速有关。所万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文以，综合起来，可以列出柴油机的输出力矩和与之间的关系式，即,将式线性化，再按级数展开并忽略其中的二次项及高次项，可得⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂即⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂同时，根据阻力矩与角速度以及负荷的关系，可以列出关系式,同样进行线性化，可得⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂将式以及式全部代入式，可以得出⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂−⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂−⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂上式中，⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂−⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂为柴油机稳定系数，令其为，再令⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧ηϕ其中，额定角速度齿条额定行程额定工况时负荷系数。则式可以简化为⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂−η⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂ϕϕ然后把式的两边除以柴油机的额定力矩可以得到万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文−ηϕϕη其中，⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂η，⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂。式中，用来表示柴油机加速度时间常数，它是指柴油机从开启到达到额定角速度所需要的时间。它可以下列方式得到若则由式可得⇒⇒⇒∫∫由于所以⋅⋅用来表示柴油机的自稳定系数。η用来表示柴油机的特性系数。对于式，若负荷不变，只关注量油泵齿条位置η因素，则有ηϕϕη若将个阶跃函数信号输入柴油机油泵齿条，该阶跃信号如式所示，其初始值为，ϕ，⎩⎨⎧ηηη则式转化为⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−η⋅ϕ−η可见，ϕ是时间的指数曲线，随着时间的推移，ϕ的值最终趋于η。其中，η被称为放大系数。在，ϕ的初始条件下，根据式还可以得到ηϕϕ对于额定工况，η，η，上式可以得到ϕ万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文式表示的就是发动机的加速度。表示阻力矩变化大小。阻力矩可以用如下式子表示其中，表示阻力矩系数。将式两边同时对微分，则⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂−对于柴油发电机所以⋅由于在柴油机工作过程中，滞后现象会对柴油机的动态性能造成很大影响，所以对柴油机的建模必须考虑滞后环节的影响。下面给出中国重汽集团杭州发动机有限公司的型柴油机模型的具体参数，其时间常数秒，通道放大系数η，模型纯滞后时间。则柴油机的数学模型为−⋅综合上述分析，被控对象喷油器和柴油机数学模型的传递函数为−⋅⋅本章小结本章首先对柴油发电机组调速系统的结构组成作了介绍，其次阐述了基本的调速原理，然后介绍了柴油机建模的发展现状，并对本文所需的被控对象喷油器和柴油机的结构及工作原理作了阐述，最后，分析并建立了喷油器和柴油机的数学模型，其中，喷油器的数学模型是个二阶欠阻尼环节，柴油机的数学模型是个阶惯性环节和纯滞后环节的串联，对喷油器和柴油机数学模型的建立为下文的仿真实验打下了基础。万方数据硕士学位论文题目电控柴油发电机组中央控制器的研究与设计研究生徐高远专业检测技术与自动化装置指导教师暨仲明完成日期年月万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文电控柴油发电机组中央控制器的研究与设计研究生徐高远指导教师暨仲明年月万方数据，万方数据杭州电子科技大学学位论文原创性