電輔助渦輪增壓（Electrically Assisted Turbocharger,EAT）技術是在傳統(tǒng)渦輪增壓柴油機的增壓裝置中增加了輔助電機,旨在改善由于渦輪遲滯帶來的瞬態(tài)響應性能差、低速輸出扭矩不足以及廢氣能量利用率低等問題。然而,輔助電機的引入不僅增加了柴油機氣路系統(tǒng)的控制自由度,又讓系統(tǒng)成為了一個“機-電”高度耦合的復雜系統(tǒng),為設計可靠、高效的氣路控制系統(tǒng)帶來了挑戰(zhàn),多執(zhí)行器協(xié)調控制的好壞將影響柴油機系統(tǒng)的動力性、經濟性和排放性。為此,本文針對EAT柴油機氣路系統(tǒng)的多目標優(yōu)化控制問題展開研究,提出了基于分層式結構的氣路優(yōu)化控制方案,實現了氣路系統(tǒng)的能耗優(yōu)化和多狀態(tài)目標的快速跟蹤控制,從而提升了發(fā)動機的綜合性能。具體工作圍繞如下方面展開:首先,基于平均值建模思想,結合機理模型和多項式擬合,建立面向控制的EAT氣路系統(tǒng)模型。在高精度的傳統(tǒng)渦輪增壓柴油機模型中進行拓展,完成了EAT柴油機氣路系統(tǒng)仿真模型的搭建,實現了EAT的功能,并通過EAT氣路系統(tǒng)仿真模型的動力學分析對EAT的功能進行了合理性驗證。通過仿真實驗與高精度仿真模型的輸出進行對比,驗證了面向控制的EAT氣路系統(tǒng)模型的... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

廢氣渦輪增壓示意圖

吉林大學碩士學位論文4速排氣流量較小時，旁通閥開度變小使更多廢氣流過渦輪以增加渦輪轉速，進而提高了進氣量，在一定程度上改善了渦輪遲滯；當發(fā)動機工作在高轉速工況時，可以通過增加旁通閥開度來釋放多余的廢氣以防止增壓器超速和增壓壓力過高，但這種情況下廢氣不能充分利用，經濟性變差。圖1.2廢氣旁通渦輪增壓器（二）兩級渦輪增壓兩級渦輪增壓系統(tǒng)由一大一小兩個渦輪串聯組成，其結構如圖1.3所示[21]。發(fā)動機在低速工況時，廢氣流過高壓段渦輪，給氣缸提供較高的進氣壓力，使得發(fā)動機的動力性能夠得到提升；發(fā)動機在高速工況時，廢氣流經廢氣旁通閥進入低壓段渦輪，可降低排氣背壓，避免渦輪超速。在實際發(fā)動機電控中，通過控制排氣閥在兩個排氣渦輪增壓器之間分配廢氣流量。面向日益嚴格的油耗限值和排放法規(guī)，寶馬對新一代發(fā)動機的技術升級之一就是采用兩級渦輪增壓技術，后續(xù)采用可變幾何截面渦輪增壓替代高級增壓器，提高了系統(tǒng)的協(xié)調能力[22]。圖1.3兩級渦輪增壓器（三）可變幾何截面渦輪增壓由于柴油機的實際運行工況具有范圍大、多變和瞬時等特點，上述廢氣旁通閥渦輪增壓器采用的是定截面增壓器，只能在特定工況下利用廢氣能量并且廢氣

吉林大學碩士學位論文4速排氣流量較小時，旁通閥開度變小使更多廢氣流過渦輪以增加渦輪轉速，進而提高了進氣量，在一定程度上改善了渦輪遲滯；當發(fā)動機工作在高轉速工況時，可以通過增加旁通閥開度來釋放多余的廢氣以防止增壓器超速和增壓壓力過高，但這種情況下廢氣不能充分利用，經濟性變差。圖1.2廢氣旁通渦輪增壓器（二）兩級渦輪增壓兩級渦輪增壓系統(tǒng)由一大一小兩個渦輪串聯組成，其結構如圖1.3所示[21]。發(fā)動機在低速工況時，廢氣流過高壓段渦輪，給氣缸提供較高的進氣壓力，使得發(fā)動機的動力性能夠得到提升；發(fā)動機在高速工況時，廢氣流經廢氣旁通閥進入低壓段渦輪，可降低排氣背壓，避免渦輪超速。在實際發(fā)動機電控中，通過控制排氣閥在兩個排氣渦輪增壓器之間分配廢氣流量。面向日益嚴格的油耗限值和排放法規(guī)，寶馬對新一代發(fā)動機的技術升級之一就是采用兩級渦輪增壓技術，后續(xù)采用可變幾何截面渦輪增壓替代高級增壓器，提高了系統(tǒng)的協(xié)調能力[22]。圖1.3兩級渦輪增壓器（三）可變幾何截面渦輪增壓由于柴油機的實際運行工況具有范圍大、多變和瞬時等特點，上述廢氣旁通閥渦輪增壓器采用的是定截面增壓器，只能在特定工況下利用廢氣能量并且廢氣

【參考文獻】：
期刊論文
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[4]輕型柴油商用車油耗排放法規(guī)及技術對策分析[J]. 王學磊,孟慶闊,張立淼.  專用汽車. 2018(03)
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博士論文
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碩士論文
[1]汽油機廢氣再循環(huán)下的稀薄燃燒空燃比控制[D]. 林佳眉.吉林大學 2019
[2]基于電輔助渦輪增壓器調控的柴油機能效優(yōu)化研究[D]. 師文潔.天津大學 2017
[3]基于模型預測的電輔助渦輪增壓柴油機氣路優(yōu)化控制研究[D]. 于海鵬.天津大學 2017
[4]電輔助渦輪增壓柴油機氣路系統(tǒng)建模與控制[D]. 李由.吉林大學 2017
[5]我國汽車保有量快速增長對石油需求的影響研究[D]. 顧文娟.北京交通大學 2016
[6]電輔助渦輪增壓器轉子動力學特性研究[D]. 劉張飛.北京理工大學 2015
[7]關于汽油機廢氣再循環(huán)（EGR）控制系統(tǒng)模擬分析研究[D]. 侯曉翔.河北工業(yè)大學 2014
[8]混合動力汽車最小等效燃油消耗控制策略研究[D]. 王東升.大連理工大學 2013



本文編號：3227254