基于缸压的多脉冲燃油喷射柴油机燃烧控制



基于缸压的多脉冲燃油喷射柴油机燃烧控制

目前，柴油机技术面临的一个重大挑战是如何改善燃油经济性，以满足当前和未来的排放要求。柴油机高压共轨系统控制的多点燃油喷射机制将有助于进一步减少发动机排放、提高产品性能。以多点燃油喷射为例，需要通过不同的操作对每次脉冲的喷射正时和脉宽（或者燃油量）进行优化和校正，以达到低排放、改善燃油经济性、低噪声和排气温度热管理的目的。在柴油机低温运行燃烧模式下，应实现多脉冲燃油喷射压力信号管理。在多脉冲燃油喷射方面，应主要集中研究喷射中和喷射后这两个过程中喷射的燃油在燃烧室产生巨大的化合反应。开发了气缸压力控制单元，并将其融入发动机测功器装置。对排量为6.6L的V8柴油机进行稳态和瞬态试验，在每个气缸的电热塞孔处安装压力传感器，并将其接收的信号通过电荷放大模块传至气缸压力控制单元。编码器信号也传至压力控制单元，以确保曲柄采样与曲柄角度采样率同步。而基于瞬态的气缸处理算法用于燃烧反馈变量的计算，以调整下次燃烧瞬间的喷射时间和脉冲宽度。在旁路模式，对发动机控制模块（ECM）利用快速原型工具进行控制运算。控制器能够单独调整每缸每次燃烧时的喷射正时和燃油量。旁路值可对ECM的正时和燃油量进行校准。快速原型控制器利用发动机测功器对控制系统进行机械化设置，并调节和平衡每个气缸在稳态和瞬态运行时的燃烧阶段和负荷。不同类型校验输入的变化可以通过实时放热分析检测及相应方法进行补偿。结果表明，基于缸压控制的柴油机多脉冲燃油喷射（特别是喷射中和喷射后）管理可使燃油燃烧过程能够抵抗外界波动和变化，保持良好的稳定性。

刊名：IEEE Transactions on Control Systems Technology（英）

刊期：2013年第21期

作者：Ibrahim Haskara et al

编译：赵唤