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基于缸壓的多脈沖燃油噴射柴油機(jī)燃燒控制

目前，柴油機(jī)技術(shù)面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是如何改善燃油經(jīng)濟(jì)性，以滿足當(dāng)前和未來(lái)的排放要求。柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)控制的多點(diǎn)燃油噴射機(jī)制將有助于進(jìn)一步減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放、提高產(chǎn)品性能。以多點(diǎn)燃油噴射為例，需要通過(guò)不同的操作對(duì)每次脈沖的噴射正時(shí)和脈寬（或者燃油量）進(jìn)行優(yōu)化和校正，以達(dá)到低排放、改善燃油經(jīng)濟(jì)性、低噪聲和排氣溫度熱管理的目的。在柴油機(jī)低溫運(yùn)行燃燒模式下，應(yīng)實(shí)現(xiàn)多脈沖燃油噴射壓力信號(hào)管理。在多脈沖燃油噴射方面，應(yīng)主要集中研究噴射中和噴射后這兩個(gè)過(guò)程中噴射的燃油在燃燒室產(chǎn)生巨大的化合反應(yīng)。開發(fā)了氣缸壓力控制單元，并將其融入發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)功器裝置。對(duì)排量為6.6L的V8柴油機(jī)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)試驗(yàn)，在每個(gè)氣缸的電熱塞孔處安裝壓力傳感器，并將其接收的信號(hào)通過(guò)電荷放大模塊傳至氣缸壓力控制單元。編碼器信號(hào)也傳至壓力控制單元，以確保曲柄采樣與曲柄角度采樣率同步。而基于瞬態(tài)的氣缸處理算法用于燃燒反饋?zhàn)兞康挠?jì)算，以調(diào)整下次燃燒瞬間的噴射時(shí)間和脈沖寬度。在旁路模式，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECM）利用快速原型工具進(jìn)行控制運(yùn)算?？刂破髂軌騿为?dú)調(diào)整每缸每次燃燒時(shí)的噴射正時(shí)和燃油量。旁路值可對(duì)ECM的正時(shí)和燃油量進(jìn)行校準(zhǔn)。快速原型控制器利用發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)功器對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械化設(shè)置，并調(diào)節(jié)和平衡每個(gè)氣缸在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)運(yùn)行時(shí)的燃燒階段和負(fù)荷。不同類型校驗(yàn)輸入的變化可以通過(guò)實(shí)時(shí)放熱分析檢測(cè)及相應(yīng)方法進(jìn)行補(bǔ)償。結(jié)果表明，基于缸壓控制的柴油機(jī)多脈沖燃油噴射（特別是噴射中和噴射后）管理可使燃油燃燒過(guò)程能夠抵抗外界波動(dòng)和變化，保持良好的穩(wěn)定性。

刊名：IEEE Transactions on Control Systems Technology（英）

刊期：2013年第21期

作者：Ibrahim Haskara et al

編譯：趙喚