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基于壓縮機和渦輪效率經(jīng)驗模型的柴油機VGT前饋控制

目前，柴油機普遍采用可變截面渦輪增壓技術(shù)（VGT）提高車輛動力性和改善燃油經(jīng)濟性。介紹了基于模型的VGT前饋控制算法，用于改善瞬態(tài)響應。雖然壓縮機和渦輪效率分別影響壓縮空氣流量和渦輪功率，但準確理解兩者在發(fā)動機工作中的作用至關(guān)重要。提出基于經(jīng)驗的壓縮機和渦輪效率模型，模型輸入變量為渦輪增壓器制造商提供的壓縮機和渦輪效率圖。效率模型參數(shù)由225組穩(wěn)態(tài)發(fā)動機試驗數(shù)據(jù)確定。通過基于模型的VGT前饋控制算法驗證效率模型的有效性。提出的基于壓縮機和渦輪效率經(jīng)驗模型的VGT前饋控制算法在2.2L共軌直噴式柴油機上得到驗證。

通常壓縮機和渦輪效率來自渦輪增壓制造商的臺架試驗，然而臺架試驗不能反映發(fā)動機運行條件，而渦輪旋轉(zhuǎn)速度傳感器利用了臺架測試的壓縮機和渦輪的效率，因此由臺架測試獲取的效率不適用于發(fā)動機控制系統(tǒng)。試驗表明，效率模型在實時發(fā)動機控制系統(tǒng)中能夠適當估計壓縮機和渦輪效率，基于模型的VGT前饋控制算法能夠改善增壓壓力的跟蹤能力，尤其是瞬態(tài)運行情況。此外，由于較高的增壓壓力有助于減少顆粒排放，因此在燃油噴射量逐步增加階段，效率的迅速提升有助于降低顆粒排放峰值。

綜上，柴油機中基于壓縮機和渦輪效率經(jīng)驗模型的柴油機VGT前饋控制器是改善增壓壓力瞬態(tài)控制響應和實現(xiàn)發(fā)動機控制的有效方法。

刊名：Energy（英）

刊期：2014年第77期

作者：Luigi Allocca et al

編譯：何云廷