基于气缸压力的共轨柴油机管理系统设计



基于气缸压力的共轨柴油机管理系统设计

共轨喷射系统能够精确灵活控制喷油定时和喷油量，从而改善燃油经济性，并降低排放。开发了共轨（CR）柴油机发动机管理系统（EMS）。共轨压力（CRP）由一种前馈加反馈控制结构所控制。基于气缸压力实时计算燃烧的热释放速率（HRR），以检测不同CRP下的控制性能、喷油定时和喷油脉冲宽度（IPWS）。试验结果表明，热释放过程可以由喷油定时进行精确控制。

基于CR试验台和柴油机的试验数据开发了涡轮增压共轨柴油机的控制和校准系统。在燃烧相位合适时，能够达到最大制动力矩。更先进的喷射定时一般需要更高的发动机转速，从而在各转速情况下产生最大有效功率。柴油机的NOx和PM的排放量一般都高于汽油机。柴油机包括CR系统、可变几何涡轮增压器（VGT）和EGR系统等，能使污染物的排放量、噪声和耗油量减少。开发的EMS协调多个执行器。发动机控制单元（ECU）的校准基于CR系统、EGR系统和二级增压系统。控制系统的控制参数如空气质量、流量、速率、喷油定时和共轨压力，其校准是基于柴油机与生物柴油的混合燃料。

CR系统能够对CRP、喷油定时和IPWS进行同时控制，因此可精确控制燃油量与燃烧相位。喷油定时和喷油压力会影响柴油机的性能。多次喷射策略采用闭环控制结构，以求达到所需的气缸压力。在不同的转速和负荷条件下，为了供给发动机精确的燃油量和可燃混合气，轨道压力准确、快速调节是必要的。在未来，开发的EMS可用于闭环燃烧与气缸压力反馈控制。

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.

编译：王亮