基于氣缸壓力的共軌柴油機管理系統設計

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基于氣缸壓力的共軌柴油機管理系統設計

共軌噴射系統能夠精確靈活控制噴油定時和噴油量，從而改善燃油經濟性，并降低排放。開發了共軌（CR）柴油機發動機管理系統（EMS）。共軌壓力（CRP）由一種前饋加反饋控制結構所控制。基于氣缸壓力實時計算燃燒的熱釋放速率（HRR），以檢測不同CRP下的控制性能、噴油定時和噴油脈沖寬度（IPWS）。試驗結果表明，熱釋放過程可以由噴油定時進行精確控制。

基于CR試驗臺和柴油機的試驗數據開發了渦輪增壓共軌柴油機的控制和校準系統。在燃燒相位合適時，能夠達到最大制動力矩。更先進的噴射定時一般需要更高的發動機轉速，從而在各轉速情況下產生最大有效功率。柴油機的NOx和PM的排放量一般都高于汽油機。柴油機包括CR系統、可變幾何渦輪增壓器（VGT）和EGR系統等，能使污染物的排放量、噪聲和耗油量減少。開發的EMS協調多個執行器。發動機控制單元（ECU）的校準基于CR系統、EGR系統和二級增壓系統。控制系統的控制參數如空氣質量、流量、速率、噴油定時和共軌壓力，其校準是基于柴油機與生物柴油的混合燃料。

CR系統能夠對CRP、噴油定時和IPWS進行同時控制，因此可精確控制燃油量與燃燒相位。噴油定時和噴油壓力會影響柴油機的性能。多次噴射策略采用閉環控制結構，以求達到所需的氣缸壓力。在不同的轉速和負荷條件下，為了供給發動機精確的燃油量和可燃混合氣，軌道壓力準確、快速調節是必要的。在未來，開發的EMS可用于閉環燃燒與氣缸壓力反饋控制。

Chia- Jui Chiang et al. 2014 The 4th Annual IEEE International Conference on Cyber Technology in Automation, Control and Intelligent Systems, Hong Kong-June 4-7,2014.

編譯：王亮