◇西南石油大学 余 婷 陈志宏 田晨晨 金树林 冯继林

燃油进入和喷出的间歇性工作过程会导致高压油管内压力的变化，保持高压油管内压力的稳定对发动机的工作效率具有重要的意义。本文围绕高压油管的压力控制展开讨论，将高压燃油系统分成左侧高压油泵、中间高压油管、右侧喷油嘴三部分，以气体质量守恒为基础，结合气体体积公式、几何知识等，借助软件MATLAB对燃油进入和喷出高压油管过程进行了系统的研究分析，确定出在不同条件下控制高压油管内压力尽量保持稳定的控制方案。

燃油进入和喷出高压油管是许多燃油发动机工作的基础，对高压油管内压力进行控制，保证所喷出的燃油量稳定，有利于提高发动机的工作效率。本文基于2019年全国大学生数学建模竞赛A题，在合理假设的基础上，对高压油管的压力控制进行分析研究，目的是在不同的条件下解决以下三个问题。高压油管工作原理及参数见图1。

图1 高压油管示意图

问题一 通过单向阀开关可以实现供油时间的控制，单向阀每打开一次后就要关闭10 ms。喷油器每秒工作10次，每次工作2.4 ms，喷油嘴工作时喷油速率与时间的关系如图2所示。

图2 高压油管工作示意图

（1）已知高压油管内的初始压力为100 MPa，高压油泵在入口A处提供的压力恒为160 MPa。在满足上述条件下设置单向阀每次开启时长使得高压油管内的压力稳定在100 MPa左右。

（2）将高压油管内的压力从100 MPa增加到150 MPa，给出单向阀控制策略，使得分别经过2 s、5 s和10 s的调整过程后高压油管内压力尽量稳定在150 MPa。……