共轨直喷柴油机废气循环补偿器和可变几何涡轮增压器的研究

2014-12-13 15:22

汽车文摘 2014年7期

研究了基于模型的废气循环系统和可变几何涡轮增压器的正反馈补偿器设计，采用了空气路径模型来处理共轨直喷柴油机的非线性控制问题。废气循环系统的工作原理是通过把排气歧管中的燃烧废气循环到进气歧管再利用，降低了燃烧温度和氧气需求量，从而改变了燃烧废气中的有害气体构成成分，最终实现降低NOx排放的目的。可变几何涡轮增压技术可以有效地提高发动机输出功率和发动机的热效率，同时克服了普通涡轮增压器所共有的缺点，如涡轮介入滞后和涡轮介入导致的发动机平顺性差等缺点。为了能够更好地利用二者的优点，对废气循环系统阀门和涡轮增压器叶片的精确控制就显得极其重要。建立了废气循环系统和可变几何涡轮增压器的热力学模型和经验模型，还建立了共轨直喷柴油机的空气路径模型，并建立温度模型进行动态矫正。

利用所开发的补偿器作为发动机的正反馈进行控制，正反馈基于模型的正反馈补偿器通过考虑当前发动机的工作状况，修正废气循环阀的位置和可变几何涡轮增压器的叶片位置来实现所需的空气流动和进气歧管压力。通过在发动机试验所得的稳态模型验证结果表明，在最佳情况下，采用所研究的补偿器控制发动机进气气流（达到预设值90%位置）所需的响应上升时间相比于基于查表法的正反馈补偿器可以降低69.8%，说明所研究的补偿器控制算法的有效性和先进性。

刊名：Journal of Engineering for Gas Turbines and Power（英）

刊期：2013年第16期

作者：Yeongseop Park et al

编译：吴玉杰