共軌直噴柴油機(jī)廢氣循環(huán)補(bǔ)償器和可變幾何渦輪增壓器的研究

研究了基于模型的廢氣循環(huán)系統(tǒng)和可變幾何渦輪增壓器的正反饋補(bǔ)償器設(shè)計(jì)，采用了空氣路徑模型來(lái)處理共軌直噴柴油機(jī)的非線性控制問(wèn)題。廢氣循環(huán)系統(tǒng)的工作原理是通過(guò)把排氣歧管中的燃燒廢氣循環(huán)到進(jìn)氣歧管再利用，降低了燃燒溫度和氧氣需求量，從而改變了燃燒廢氣中的有害氣體構(gòu)成成分，最終實(shí)現(xiàn)降低NOx排放的目的。可變幾何渦輪增壓技術(shù)可以有效地提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，同時(shí)克服了普通渦輪增壓器所共有的缺點(diǎn)，如渦輪介入滯后和渦輪介入導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)平順性差等缺點(diǎn)。為了能夠更好地利用二者的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)廢氣循環(huán)系統(tǒng)閥門和渦輪增壓器葉片的精確控制就顯得極其重要。建立了廢氣循環(huán)系統(tǒng)和可變幾何渦輪增壓器的熱力學(xué)模型和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，還建立了共軌直噴柴油機(jī)的空氣路徑模型，并建立溫度模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)矯正。

利用所開發(fā)的補(bǔ)償器作為發(fā)動(dòng)機(jī)的正反饋進(jìn)行控制，正反饋基于模型的正反饋補(bǔ)償器通過(guò)考慮當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，修正廢氣循環(huán)閥的位置和可變幾何渦輪增壓器的葉片位置來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的空氣流動(dòng)和進(jìn)氣歧管壓力。通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)所得的穩(wěn)態(tài)模型驗(yàn)證結(jié)果表明，在最佳情況下，采用所研究的補(bǔ)償器控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣氣流（達(dá)到預(yù)設(shè)值90%位置）所需的響應(yīng)上升時(shí)間相比于基于查表法的正反饋補(bǔ)償器可以降低69.8%，說(shuō)明所研究的補(bǔ)償器控制算法的有效性和先進(jìn)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

編譯：吳玉杰