共軌直噴柴油機廢氣循環補償器和可變幾何渦輪增壓器的研究

共軌直噴柴油機廢氣循環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系統和可變幾何渦輪增壓器的正反饋補償器設計，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。廢氣循環系統的工作原理是通過把排氣歧管中的燃燒廢氣循環到進氣歧管再利用，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成成分，最終實現降低NOx排放的目的。可變幾何渦輪增壓技術可以有效地提高發動機輸出功率和發動機的熱效率，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致的發動機平順性差等缺點。為了能夠更好地利用二者的優點，對廢氣循環系統閥門和渦輪增壓器葉片的精確控制就顯得極其重要。建立了廢氣循環系統和可變幾何渦輪增壓器的熱力學模型和經驗模型，還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矯正。

利用所開發的補償器作為發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前發動機的工作狀況，修正廢氣循環閥的位置和可變幾何渦輪增壓器的葉片位置來實現所需的空氣流動和進氣歧管壓力。通過在發動機試驗所得的穩態模型驗證結果表明，在最佳情況下，采用所研究的補償器控制發動機進氣氣流（達到預設值90%位置）所需的響應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