1.6 研究背景和研究意義

1.6.1 研究背景

要全面提高我國柴油機的綜合性能，燃油噴射系統的改進和提高是一項十分重要的工作。它不僅要易于對柴油機的改進，而且可在柴油機全負荷工況內對噴油規律和噴油壓力進行最優控制。提高高壓共軌式燃油噴射系統的噴射壓力是提高功率的一種可行方法。由于汽車動力輸出采用柴油機比例越來越大，且研發具有高效節能環保的柴油機獲得國家能源和環保政策以及地方政府政策的大力支持，所以高壓共軌式燃油噴射系統有著很好的發展前景。

1.6.2 研究意義

目前，我國柴油機行業整體水平相對落后，制造工藝水平和技術條件較差，并受到氮氧化物（NO_x）和顆粒（PM）排放高以及噪聲大等不利因素的挑戰。為適應日益苛刻的排放法規，滿足節能降耗等要求，柴油機除了需降低燃油消耗，優化渦輪增壓系統和發展先進的尾氣后處理系統外，還須進一步完善柴油機中空氣和燃油的混合及燃燒過程。而電控高壓共軌噴油系統可使柴油機進一步節油約15%^[7]的誘人前景促使從提高高壓共軌噴油系統性能（包括提高噴射壓力和提高關鍵部件的制造工藝及可靠性壽命）去探索一種更為有效和合理的方法，使柴油機在工作過程中達到低能耗、高效率和更好的動力性能，這對于提高柴油機的綜合性能，促進柴油機技術的發展有著重要的理論意義和現實意義。

然而，目前高壓共軌燃油噴射系統核心技術為以博世公司為代表的幾家跨國公司掌握。受核心技術封鎖影響，國內的研究尚處于對整套高壓共軌系統進行消化吸收上，不利于我國開展自主研發高效節能環保柴油機。因此，高壓共軌噴油系統多學科設計優化及智能控制研究在我國已成為一個異常緊迫的課題。

高壓共軌燃油噴射系統的設計必然牽涉到材料學、機械學、熱力學、傳熱學、流體力學等多個學科知識，只有在材料學、機械學、熱力學、傳熱學、流體力學等多個學科知識范圍內實現整體尋優才能獲得高壓共軌燃油噴射系統的最佳設計方案，得到高壓共軌噴油系統的整體最優設計結果（即泵油效率高、壓力波動小、霧化能力強、經濟成本低或性能更好），確保高壓共軌燃油噴射系統性能的提高。

目前，對于高壓共軌燃油噴射系統多次噴射協調機理的研究還很不充分，高壓共軌燃油噴射還不能完全根據發動機工況和外界環境因素實時動態組合噴射。因此，研究開發滿足實時性、準確性要求的高壓共軌燃油噴射系統燃油噴射動態組合優化模型，是高壓共軌燃油噴射系統開發的重點和難點。

此外，高壓共軌電控系統中的共軌壓力的精確控制與否對噴油量計量和燃油噴射霧化影響巨大。若共軌壓力控制不精確或工況跟隨性差，將致使共軌壓力波動較大，進而將影響燃油噴射霧化質量。因此，根據柴油機工況和外界因素的變化研究共軌壓力智能控制策略，可為提高共軌壓力控制的穩定性和精確性提供可靠的依據。

總之，我國高壓共軌燃油噴射技術的研究現狀客觀上迫切要求對高壓共軌噴油系統進行多學科設計優化及智能控制研究，其研究成果將十分有利于我國高效節能環保柴油機及其關鍵零部件的自主研發。