電輔助渦輪增壓（Electrically Assisted Turbocharger,EAT）技術(shù)是在傳統(tǒng)渦輪增壓柴油機(jī)的增壓裝置中增加了輔助電機(jī),旨在改善由于渦輪遲滯帶來(lái)的瞬態(tài)響應(yīng)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(jī)的引入不僅增加了柴油機(jī)氣路系統(tǒng)的控制自由度,又讓系統(tǒng)成為了一個(gè)“機(jī)-電”高度耦合的復(fù)雜系統(tǒng),為設(shè)計(jì)可靠、高效的氣路控制系統(tǒng)帶來(lái)了挑戰(zhàn),多執(zhí)行器協(xié)調(diào)控制的好壞將影響柴油機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。為此,本文針對(duì)EAT柴油機(jī)氣路系統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化控制問題展開研究,提出了基于分層式結(jié)構(gòu)的氣路優(yōu)化控制方案,實(shí)現(xiàn)了氣路系統(tǒng)的能耗優(yōu)化和多狀態(tài)目標(biāo)的快速跟蹤控制,從而提升了發(fā)動(dòng)機(jī)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(jié)合機(jī)理模型和多項(xiàng)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(jī)模型中進(jìn)行拓展,完成了EAT柴油機(jī)氣路系統(tǒng)仿真模型的搭建,實(shí)現(xiàn)了EAT的功能,并通過(guò)EAT氣路系統(tǒng)仿真模型的動(dòng)力學(xué)分析對(duì)EAT的功能進(jìn)行了合理性驗(yàn)證。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)與高精度仿真模型的輸出進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了面向控制的EAT氣路系統(tǒng)模型的... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

廢氣渦輪增壓示意圖

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文4速排氣流量較小時(shí)，旁通閥開度變小使更多廢氣流過(guò)渦輪以增加渦輪轉(zhuǎn)速，進(jìn)而提高了進(jìn)氣量，在一定程度上改善了渦輪遲滯；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高轉(zhuǎn)速工況時(shí)，可以通過(guò)增加旁通閥開度來(lái)釋放多余的廢氣以防止增壓器超速和增壓壓力過(guò)高，但這種情況下廢氣不能充分利用，經(jīng)濟(jì)性變差。圖1.2廢氣旁通渦輪增壓器（二）兩級(jí)渦輪增壓兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)由一大一小兩個(gè)渦輪串聯(lián)組成，其結(jié)構(gòu)如圖1.3所示[21]。發(fā)動(dòng)機(jī)在低速工況時(shí)，廢氣流過(guò)高壓段渦輪，給氣缸提供較高的進(jìn)氣壓力，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能夠得到提升；發(fā)動(dòng)機(jī)在高速工況時(shí)，廢氣流經(jīng)廢氣旁通閥進(jìn)入低壓段渦輪，可降低排氣背壓，避免渦輪超速。在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)電控中，通過(guò)控制排氣閥在兩個(gè)排氣渦輪增壓器之間分配廢氣流量。面向日益嚴(yán)格的油耗限值和排放法規(guī)，寶馬對(duì)新一代發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)升級(jí)之一就是采用兩級(jí)渦輪增壓技術(shù)，后續(xù)采用可變幾何截面渦輪增壓替代高級(jí)增壓器，提高了系統(tǒng)的協(xié)調(diào)能力[22]。圖1.3兩級(jí)渦輪增壓器（三）可變幾何截面渦輪增壓由于柴油機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況具有范圍大、多變和瞬時(shí)等特點(diǎn)，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(xué)碩士學(xué)位論文4速排氣流量較小時(shí)，旁通閥開度變小使更多廢氣流過(guò)渦輪以增加渦輪轉(zhuǎn)速，進(jìn)而提高了進(jìn)氣量，在一定程度上改善了渦輪遲滯；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高轉(zhuǎn)速工況時(shí)，可以通過(guò)增加旁通閥開度來(lái)釋放多余的廢氣以防止增壓器超速和增壓壓力過(guò)高，但這種情況下廢氣不能充分利用，經(jīng)濟(jì)性變差。圖1.2廢氣旁通渦輪增壓器（二）兩級(jí)渦輪增壓兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)由一大一小兩個(gè)渦輪串聯(lián)組成，其結(jié)構(gòu)如圖1.3所示[21]。發(fā)動(dòng)機(jī)在低速工況時(shí)，廢氣流過(guò)高壓段渦輪，給氣缸提供較高的進(jìn)氣壓力，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能夠得到提升；發(fā)動(dòng)機(jī)在高速工況時(shí)，廢氣流經(jīng)廢氣旁通閥進(jìn)入低壓段渦輪，可降低排氣背壓，避免渦輪超速。在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)電控中，通過(guò)控制排氣閥在兩個(gè)排氣渦輪增壓器之間分配廢氣流量。面向日益嚴(yán)格的油耗限值和排放法規(guī)，寶馬對(duì)新一代發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)升級(jí)之一就是采用兩級(jí)渦輪增壓技術(shù)，后續(xù)采用可變幾何截面渦輪增壓替代高級(jí)增壓器，提高了系統(tǒng)的協(xié)調(diào)能力[22]。圖1.3兩級(jí)渦輪增壓器（三）可變幾何截面渦輪增壓由于柴油機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況具有范圍大、多變和瞬時(shí)等特點(diǎn)，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(xiàn)】：
期刊論文
[1]柴油機(jī)電輔助增壓系統(tǒng)性能研究[J]. 葉金,張尚盈,石磊.  內(nèi)燃機(jī)與配件. 2019(01)
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[4]輕型柴油商用車油耗排放法規(guī)及技術(shù)對(duì)策分析[J]. 王學(xué)磊,孟慶闊,張立淼.  專用汽車. 2018(03)
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[6]Z12V190B柴油發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓系統(tǒng)改進(jìn)分析[J]. 王愛民,左華勇.  中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2018(01)
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博士論文
[1]車用發(fā)動(dòng)機(jī)混合渦輪增壓系統(tǒng)的研究[D]. 趙付舟.南京理工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]汽油機(jī)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(xué) 2019
[2]基于電輔助渦輪增壓器調(diào)控的柴油機(jī)能效優(yōu)化研究[D]. 師文潔.天津大學(xué) 2017
[3]基于模型預(yù)測(cè)的電輔助渦輪增壓柴油機(jī)氣路優(yōu)化控制研究[D]. 于海鵬.天津大學(xué) 2017
[4]電輔助渦輪增壓柴油機(jī)氣路系統(tǒng)建模與控制[D]. 李由.吉林大學(xué) 2017
[5]我國(guó)汽車保有量快速增長(zhǎng)對(duì)石油需求的影響研究[D]. 顧文娟.北京交通大學(xué) 2016
[6]電輔助渦輪增壓器轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 劉張飛.北京理工大學(xué) 2015
[7]關(guān)于汽油機(jī)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(xué) 2014
[8]混合動(dòng)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(xué) 2013



本文編號(hào)：3227254