基于气动混合动力技术的油耗降低和涡轮滞后消除



基于气动混合动力技术的油耗降低和涡轮滞后消除

由于车辆在运行过程中会有频繁的起停操作，而实现发动机的起停功能会使整车油耗显著降低。气动混合动力技术可将压缩空气进到装置在车上的储气罐中，将动能转换为气动能量，被压缩的空气可以被再利用以驱动起动机，从而实现再生的起停功能。此外，气动混合动力技术可通过将压缩空气注入进气歧管，相应大量的燃油也会被喷射进入气缸，从而建立瞬时的大负荷转矩以消除涡轮滞后。

气动混合动力发动机的概念是1999年由Schechter首次提出，他将传统的内燃机通过配备一个新的气缸盖转变成了一个压缩机和一个气动马达。本文将装有气动混合动力设备的6缸柴油发动机作为研究对象，在Matlab/ Simulink仿真工具中建立了气动混合动力车辆的模型，为了实现控制系统的模块化和降低成本，利用Matlab的Stateflow仿真平台来实现系统的建模和仿真。在该模型中，建立了无储气罐模块、1个储气罐模块、2个储气罐模块3种不同的车辆模块，在一个公共的基础规范平台上直接比较结果。仿真基础车型为一辆城市客车，在Matlab行驶工况和布伦瑞克行驶工况下研究气动混合动力车辆的油耗。仿真结果表明，通过起停操作2个储气罐的气动混合动力发动机，可以至少降低5%的油耗，并且消除90%以上的滞后时间；储气罐中存储的空气可以增加加速过程中的空气密度，供应的空气直接进入进气歧管，建立大需求转矩，增加废气质量加速涡轮增压器，消除滞后。

Ran Bao et al. SAE 2013-01-1452.

编译：牛妍妍