渦輪增壓柴油機(jī)雙回路EGR系統(tǒng)尾氣組分估算的簡化

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渦輪增壓柴油機(jī)雙回路EGR系統(tǒng)尾氣組分估算的簡化

介紹了渦輪增壓柴油機(jī)雙回路EGR系統(tǒng)尾氣成分估算簡化方法。該方法引入一個簡化的動態(tài)燃燒氣體組分，使用單一假設(shè)驗證燃燒氣體組分的可觀測性。燃燒氣體組分的漸近穩(wěn)定性可以用李雅普諾夫函數(shù)分析來證明。使用6L重型柴油機(jī)GT-Power模型在不同運(yùn)行工況下進(jìn)行驗證。建立了渦輪增壓柴油機(jī)雙回路EGR系統(tǒng)簡化的尾氣組分模型。采用李雅普諾夫方法，線性變參數(shù)（LPV）增益保證了尾氣組分模型動態(tài)誤差的漸近穩(wěn)定性。

在尾氣組分模型輔助下，觀測器能夠有效估算尾氣中各種氣體的分?jǐn)?shù)狀態(tài)，從而減少了估算燃燒氣體分?jǐn)?shù)的計算量，與高階模型相比，本模型使用了更少的傳感器。GT-Power發(fā)動機(jī)模型的仿真結(jié)果驗證了觀測器的性能。結(jié)果表明，簡化的尾氣組分觀測器除能夠進(jìn)行尾氣組分控制，還能夠用于雙回路EGR柴油機(jī)進(jìn)排氣故障診斷。

柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)隨著新技術(shù)不斷開發(fā)而采用了其它燃燒模式，如低溫燃燒（LTC）、均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火（HCCI）和預(yù)混合控制壓縮點(diǎn)火（PCCI）。采用雙燃燒模式有助于在保證發(fā)動機(jī)性能的條件下滿足排放法規(guī)。作為后處理系統(tǒng)，輔助過濾器采用了如柴油氧化催化器（DOC）和選擇性催化還原器（SCR）。EGR系統(tǒng)被分為HP（高壓）和LP（低壓）。HP EGR系統(tǒng)能夠?qū)GR率變化進(jìn)行快速響應(yīng)，但因其位于渦輪前面，因此其高度會影響渦輪增壓器的工作。LP EGR系統(tǒng)所處的位置對于渦輪增壓器無明顯影響，但其LP EGR燃?xì)馔ㄟ^長距離輸送響應(yīng)速度慢。雙回路EGR系統(tǒng)是減少NOx和PM排放有效的方法，通過基于雙回路EGR系統(tǒng)控制的雙燃燒模式，可在發(fā)動機(jī)不同工況下提高發(fā)動機(jī)的燃燒效率。

Hojin Jung et al. 2014 IEEE Conference on Control Applications (CCA) Part of 2014 IEEE Multi-conference on Systems and Control, France- October 8-10,2014.

編譯：王亮