本文關(guān)鍵詞：高壓共軌柴油機(jī)VNT控制策略研究

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【摘要】：傳統(tǒng)的增壓柴油機(jī)存在低速輸出轉(zhuǎn)矩不足、高速過載、增壓器對柴油機(jī)輸出需求響應(yīng)遲滯等問題。固定截面渦輪增壓器很難兼顧柴油機(jī)高、低速工況性能,且工作在設(shè)計(jì)點(diǎn)外時增壓器效率較低。利用可變噴嘴渦輪增壓器(VNT)能有效解決這些問題。第一,研究了VNT與柴油機(jī)空氣系統(tǒng)間的相互影響機(jī)理,確定VNT柴油機(jī)空氣系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)間的傳遞關(guān)系及求解方法,建立了排氣渦輪增壓器空氣系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型,為研究VNT與柴油機(jī)匹配和VNT控制奠定基礎(chǔ)。第二,分析VNT柴油機(jī)控制系統(tǒng),通過GT-POWER軟件建立D19TCI樣機(jī)模型,進(jìn)行VNT與柴油機(jī)的匹配研究,并通過仿真研究生成VNT控制策略增壓壓力基本MAP,為VNT控制模型建立及VNT實(shí)驗(yàn)研究提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。第三,針對VNT柴油機(jī)空氣系統(tǒng)的非線性和遲滯特性,提出前饋控制與自適應(yīng)PID閉環(huán)控制相結(jié)合的控制方法。建立了基于Simulink平臺的VNT控制模型,并將VNT控制策略模型移植到自主開發(fā)的K2 ECU系統(tǒng)軟件構(gòu)架中進(jìn)行臺架試驗(yàn)研究。針對帶有VNT的高壓共軌柴油機(jī)D19TCI,研究不同噴嘴環(huán)葉片開啟角度對柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性、排放性的影響,并對控制常量、MAP、曲線不斷標(biāo)定與優(yōu)化,最終實(shí)現(xiàn)VNT的精確控制。試驗(yàn)表明,該VNT控制模型能夠有效跟蹤目標(biāo)增壓壓力,實(shí)際增壓壓力與目標(biāo)值誤差控制在3%以內(nèi)；前饋控制方法提高了柴油機(jī)空氣系統(tǒng)的響應(yīng)特性并解決了滯后問題,閉環(huán)控制策略實(shí)現(xiàn)了增壓壓力的快速收斂；帶有VNT的柴油機(jī)有效提高了轉(zhuǎn)矩儲備,尤其顯著提高了低速轉(zhuǎn)矩性能,并在整個柴油機(jī)工作范圍內(nèi),燃油消耗率比原機(jī)大大減少,尤其在低速大負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性有效提高9%。
【關(guān)鍵詞】：增壓柴油機(jī) VNT 控制策略 空氣系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK423
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 課題研究的意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展歷史12-15
• 1.2.2 VNT控制策略國外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.3 VNT控制策略國內(nèi)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 主要研究內(nèi)容19-22
• 第二章 渦輪增壓器與柴油機(jī)的影響機(jī)理22-42
• 2.1 空氣系統(tǒng)概述22-25
• 2.2 柴油機(jī)渦輪增壓器數(shù)學(xué)模型及求解25-28
• 2.2.1 渦輪增壓器柴油機(jī)空氣系統(tǒng)25
• 2.2.2 渦輪增壓器模型25-27
• 2.2.3 進(jìn)排氣管及缸內(nèi)能量傳遞模型27-28
• 2.2.4 模型求解28
• 2.3 渦輪增壓器與柴油機(jī)影響機(jī)理28-34
• 2.3.1 壓氣機(jī)及渦輪機(jī)的通用特性29-31
• 2.3.2 空氣系統(tǒng)泵氣損失對柴油機(jī)性能的影響31-33
• 2.3.3 VNT對柴油機(jī)的影響33-34
• 2.4 渦輪增壓器與柴油機(jī)匹配研究34-40
• 2.4.1 渦輪增壓器基本選型34-35
• 2.4.2 渦輪增壓器與D19TCI柴油機(jī)匹配35-37
• 2.4.3 VNT對D19TCI柴油機(jī)性能的影響37-40
• 2.4.4 VNT基本控制MAP制取40
• 2.5 小結(jié)40-42
• 第三章 VNT控制策略研究及實(shí)現(xiàn)42-64
• 3.1 柴油機(jī)控制模型系統(tǒng)分析42-43
• 3.2 VNT控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)概述43-48
• 3.2.1 需求分析43-44
• 3.2.2 開發(fā)流程44-46
• 3.2.3 開發(fā)工具46-48
• 3.3 VNT控制策略分析與實(shí)現(xiàn)48-63
• 3.3.1 系統(tǒng)分析48-50
• 3.3.2 監(jiān)測及開關(guān)模塊50-52
• 3.3.3 前饋計(jì)算模塊52-54
• 3.3.4 目標(biāo)值計(jì)算模塊54-57
• 3.3.5 自適應(yīng)PID控制模塊57-63
• 3.4 小結(jié)63-64
• 第四章 VNT控制策略試驗(yàn)研究64-78
• 4.1 試驗(yàn)系統(tǒng)概述64-66
• 4.2 控制MAP、曲線及常量的標(biāo)定66-73
• 4.2.1 VNT控制MAP標(biāo)定與優(yōu)化66-71
• 4.2.2 PID控制參數(shù)整定及MAP制取71-73
• 4.2.3 控制常量的標(biāo)定73
• 4.3 功能驗(yàn)證與對比73-77
• 4.3.1 VNT控制策略驗(yàn)證73-76
• 4.3.2 VNT柴油機(jī)與原機(jī)性能參數(shù)對比76-77
• 4.4 小結(jié)77-78
• 第五章 總結(jié)與展望78-80
• 5.1 工作總結(jié)78-79
• 5.2 工作展望79-80
• 致謝80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 附錄A 攻讀碩士期間參與項(xiàng)目及發(fā)表論文86
• 附錄1 參與項(xiàng)目86
• 附錄2 發(fā)表論文86

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 H·Ogawa,M·Hayash,M·Yashiro,馬興國;重型貨車可調(diào)噴嘴渦輪增壓系統(tǒng)連續(xù)反饋控制的發(fā)展[J];車用發(fā)動機(jī);1998年01期

2 孫萬臣;韓永強(qiáng);劉忠長;劉巽俊;;可變噴嘴渦輪增壓器對車用柴油機(jī)瞬態(tài)性能的影響[J];汽車工程;2006年02期

3 李智;申立中;徐勁松;路瓊瓊;;運(yùn)用軟件ASCET實(shí)現(xiàn)電控柴油機(jī)的增壓調(diào)節(jié)[J];汽車工程;2010年11期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 趙佳佳;可變噴嘴渦輪增壓器電控系統(tǒng)開發(fā)[D];吉林大學(xué);2004年

2 王占峰;公交車用柴油機(jī)與可變噴嘴渦輪增壓器的匹配與優(yōu)化[D];吉林大學(xué);2006年

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本文編號：844017