共軌直噴柴油機廢氣循環(huán)補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償器設(shè)計，采用了空氣路徑模型來處理共軌直噴柴油機的非線性控制問題。廢氣循環(huán)系統(tǒng)的工作原理是通過把排氣歧管中的燃燒廢氣循環(huán)到進氣歧管再利用，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，最終實現(xiàn)降低NOx排放的目的?？勺儙缀螠u輪增壓技術(shù)可以有效地提高發(fā)動機輸出功率和發(fā)動機的熱效率，同時克服了普通渦輪增壓器所共有的缺點，如渦輪介入滯后和渦輪介入導(dǎo)致的發(fā)動機平順性差等缺點。為了能夠更好地利用二者的優(yōu)點，對廢氣循環(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?zāi)Ｐ停€建立了共軌直噴柴油機的空氣路徑模型，并建立溫度模型進行動態(tài)矯正。

利用所開發(fā)的補償器作為發(fā)動機的正反饋進行控制，正反饋基于模型的正反饋補償器通過考慮當(dāng)前發(fā)動機的工作狀況，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實現(xiàn)所需的空氣流動和進氣歧管壓力。通過在發(fā)動機試驗所得的穩(wěn)態(tài)模型驗證結(jié)果表明，在最佳情況下，采用所研究的補償器控制發(fā)動機進氣氣流（達到預(yù)設(shè)值90%位置）所需的響應(yīng)上升時間相比于基于查表法的正反饋補償器可以降低69.8%，說明所研究的補償器控制算法的有效性和先進性。

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