本文章主要阅读评价 A023、A190、A240三组优秀论文。

问题描述

燃油发动机工作主要包括两个部分，分别为燃油进入和喷出高压油管。

在燃油经过高压油泵进入高压油管，然后再由喷口喷出的间歇性工作过程中，燃油的运动会导致高压油管内压力的变化，使得燃油喷出喷口的数量出现偏差，为此，我们需要控制压力使燃油发动机的工作效率尽量稳定。

具体，需要解决以下三个问题。

问题一：

已知某型号高压油管的内腔长度、内直径、供油入口等几何参数，给定喷油器的工作频率和单向阀打开后的关闭时间。

为了控制压力使燃油发动机的工作效率尽量稳定，需要调节单向阀的工作时长，以使高压油管内的压力尽可能稳定。

针对100 MPa和150 MPa两种需要稳定的压力情况，设置单向阀每次开启的时长；在后者的稳定要求下，调整单向阀开启的时长，在2s、5s 和10s的调整过程后稳定高压油管内的压力。

问题二：

在实际工作过程中，燃油从高压油泵的柱塞腔出口处进入，从喷油嘴的针阀处喷出。高压油泵柱塞的压油过程中，柱塞被凸轮驱动上下运动，柱塞向上运动的时候柱塞腔内的燃油被压缩，当压缩至柱塞腔内的压力比高压油管内的压力大时，连接柱塞腔与高压油管的单向阀开启，高压油管内燃油进入。

已知柱塞腔内直径以及柱塞运动到上、下止点位置时柱塞腔内的残余容积和低压燃油的压力。分析喷油器喷嘴结构，结合一个喷油周期内针阀升程与时间的关系，由问题一中求解出的喷油器工作次数、高压油管的尺寸以及给定的初始压力，确定凸轮的角速度，控制高压油管内的压力，使其尽量稳定在100MPa左右。

问题三：

在高压油管上增加一个喷油嘴，每个喷嘴保证喷油规律相同，为了更有效地控制高压油管的压力，需要调整喷油和供油策略。

在问题二的基础上，在高压油管上增加一个单向减压阀，给定单向减压阀的出口直径。这种情况下的燃油进入和喷出可以在压力下回流到外部低压油路中,从而使得燃油在高压油管内的压力减小。

基于这种设置，给出高压油泵和减压阀的控制方案。

阅读分析

方法与步骤

A023

该组论文先是根据问题描述得出高压油管压力变化的微分方程，然后分别分析系统的波动与稳态的数学表达以及燃油压力和燃油密度的关系。最后，根据问题一的要求确立目标函数与约束条件得到规划模型。

为求解该模型，该论文的通过列出差分方程进行数值计算，然后再将结果进行多项式拟合，最后得到近似的无约束规划模型，设计步进搜索算法，通过matlab进行求解。同时为了得出模型的稳态要求，利用数值模拟的方法，逐一计算结果。

对问题二，该论文通过研究柱塞腔内压力变化与凸轮转动的关系，建立柱塞腔内压力变化的微分模型。分析针阀运动，确定喷油嘴有效面积与针阀运动的关系。最后，建立油管系统压力变化的微分模型，并将其转化为差分形式，求解方式与问题一类似。对问题三，该论文根据问题重新定义出油量，建立了二元最优化模型，并利用数值模拟法求解凸轮角速度最优值和喷油工作间隔。

A190

该组论文通过分析未进出燃油和进出燃油两种情况下的燃油密度分布情况，通过热力学原理和分子受力分析对该问题所蕴含的物理模型进行考量，最终得到可近似认为高压腔中流体密度均匀分布的结论。于是由此建立压强、密度的变化关系（利用最小二乘法），同时又由质量守恒定律建立了密度随时间变化的模型。最终得到对应的优化模型。采用多次遍历求解的方法得到结果。