旁通阀控制策略对增压汽油机瞬态响应性能的影响

针对带旁通阀的废气涡轮增压汽油机,采用试验和仿真相结合的方法建立基于GT‐Power的汽油机稳态模型。运用BP神经网络法建立燃烧模型,得到增压汽油机瞬态模型。采用PID控制对原机旁通阀控制策略进行优化,通过优化后的旁通阀控制策略对汽油机瞬态响应质量参数———平均有效压力、瞬态响应时间和增压器瞬态转速进行分析。结果表明：优化后的旁通阀控制策略可以在汽油机的中高速范围内显著地缩短发动机的瞬态响应时间,同时保证汽油机增压压力与增压器转速都处于安全范围之内。     

电子增压器对增压米勒循环汽油机性能影响的试验研究

为提高发动机有效热效率和动力响应性,在一台三缸增压米勒循环汽油机上,研究了电子增压器对发动机经济性和动力响应性的影响。结果表明:经济性方面,电子增压器能显著提高发动机低转速大负荷时的低压废气再循环引入能力,发动机在2 000 r/min、平均有效压力为1.4 MPa时低压最大EGR率从15%提升到25%,实现了39.5%的有效热效率。从能量平衡角度分析,热效率提升的主要因素是传热损失、排气损失和未燃HC损失的减少。动力响应性方面,发动机在1 500 r/min时,电子增压器的接入显著提高了发动机增压阶段的压力升高率,瞬态响应时间缩短了58%;同时,电子增压器起到发动机功率放大器的作用,消耗3 kW的电耗使发动机功率增加12 kW。     

低速提扭对废气涡轮增压柴油机燃烧排放特性的影响

为解决废气涡轮增压柴油机低速段扭矩过低问题,通过提高电动增压器变频器的频率来提升增压器的转速,进而控制进气流量,提升柴油机低速段扭矩。通过分析额外进气量对提扭后废气涡轮增压柴油机的经济性、燃烧特性和排放特性的影响表明,与加装增压器前相同转速的原机外特性工况点的数据相比,提扭后扭矩提升9%～25%。随电动增压器频率的增加,油耗率呈先升后降的趋势,在频率为50 Hz时油耗率比原机增加了1.14%～4.44%;烟度也呈先升后降趋势,但在频率为50 Hz时的烟度比0 Hz时下降了37.4%～44.9%;NO_x排放随电动增压器频率的增加无明显规律。     

满足多款小型化汽油机应用的电动机械增压器性能参数研究

发动机极度小型化是现代内燃机满足新排放法规的1种措施。发动机小型化程度越高,产生的CO2也越少。如此,发动机就需要更高的增压水平来达到更高的扭矩性能。对于目前的传统增压系统来说,低转速下实现瞬时负荷下的高增压是1个值得关注的问题。Aeristech公司已经开发出1款电动机械增压器,与传统涡轮增压器匹配后组成1种新型的两级增压系统,这使得相对简单的小型化汽油发动机可以应用到主流汽车上。鉴于大多数电动增压装置是提供瞬时输出以减轻涡轮迟滞,电动机械增压器更能在稳态下提供空气。因此,电动机械增压器具有双重功能:减轻涡轮迟滞和弥补涡轮增压器或主要增压装置的压气机性能。电动机械增压器既有传统机械增压器的功能,同时又有传统电动增压装置的功能。同时,电动机械增压器可以替代多级涡轮增压器布置中的第一级涡轮增压器。对1款高级的2.0L增压汽油机应用此电动机械增压器进行了仿真,对1款1.2L极度小型化发动机应用此电动机械增压器进行了试验。目前,主要有2种电动机械增压器设计方案:一种使用单独的电动机和控制器(功率电子元件),另一种是将控制器(功率电子元件)和电动机集成为一体。压气机单独作用时有宽广的性能区间和80%的峰值效率,与电动机和控制器(功率电子元件)结合后可以在0.5s以内达到全负荷运行。方案设计时进行了优化使其单位体积最小化和提高其在汽车机舱内布置的灵活性。另外,电动机械增压器已经在MAHLE 3缸直接喷射发动机上进行试验。这款发动机的升功率高达161kW,同时在整个发动机转速区间内扭矩曲线大体上都是平坦的。     

电动增压器应用技术研究

论述了电动增压器工作原理.确定了电动增压器与柴油机匹配准则：使柴油机最低工作转速的全负荷工况的空燃比达到23～24以上,以此来解决柴油机低速烟度过大问题.按此准则对CA6DF2-24G型柴油机匹配了电动增压器,并进行了试验研究.结果表明,采用电动增压器使该柴油机在低速扭矩增加16.3%～29.6%的前提下,烟度降低56%;整车自由加速烟度降低67.2%.     

直喷涡轮增压汽油机动态响应特性理想恒速模拟及评价

鉴于在发动机台架上难以实现发动机动态响应特性的直接测评,提出直喷涡轮增压汽油机动态响应特性的理想恒速模拟。基于稳态性能试验,建立发动机热力学模型并将其扩展以适用于瞬变过程模拟;假定平衡发动机动力输出的负载响应时间为零,模拟发动机恒定转速下动力输出随节气门开度的瞬变关系,并在此理想条件下评价发动机的动态响应特性。将该方法运用于评估J、P两型涡轮增压器对1.5T GDI发动机动态响应特性的影响,实现了发动机和增压器的合理匹配。     

电动补气策略对废气涡轮增压柴油机加速烟度影响的试验研究

通过改变柴油机的加速时间及负荷进行试验,对比电动补气不同策略对加速烟度的影响.结果表明:由1400r/min,50N·m加速加载到2500r/min,100N·m,加速时间为12s,通过采用电动增压器并改变相关补气策略,使原机的最大峰值烟度由0.602 m-1降至0.420 m-1,降幅30.2%;上述加速加载过程中,在无初始补气量的情况下,电动增压器的最终频率越高越好,且采用直线型响应曲线比采用S型响应曲线的烟度低;在有一定初始补气量的情况下,电动增压器理想补气方式为先缓后急.     

变海拔环境下的车用柴油机进气压力控制仿真研究

针对车用柴油机运行在高原地区外特性恶化的难题,提出了一种变海拔环境下柴油机进气压力控制方法,该方法通过调节高压级增压器旁通阀流通系数来动态调节二级涡轮可调增压系统压比。在基于最佳空燃比和最大输出功率的柴油机进气压力动态控制仿真基础上,建立了高压级增压器旁通阀流量系数与转速及大气压力的匹配关系。仿真试验表明,该方法大幅度降低了大气压力变化对柴油机外特性的影响,动力性和燃油经济性得到了明显改善。     

博格瓦纳公司电动压气机的设计和应用

博格瓦纳(Borg Warner)公司开发的电动压气机(电动增压器)是传统增压的1种补充方案,它能提高低转速范围内的增压压力,从而获得更好的起步加速性能,并且由于降低了排气背压和全负荷时的加浓需求,因而能提高功率和降低燃油耗。     

基于辅助增压系数补偿的IEHB系统轮缸压力控制研究

为解决电动主缸引入导致线控液压制动系统响应迟滞、摩擦非线性及初始压差对压力控制产生不同影响的问题,通过对集成式线控液压制动(IEHB)系统电动主缸进行开环试验分析,提出一种压力控制策略。结合压力分段控制构架,采用基于辅助增压系数补偿的前馈及反馈PID方法对电动主缸进行调控,同时利用逻辑门限值的方法控制增压阀、减压阀及电动泵,实现了基于该IEHB系统的压力控制器设计。执行机构在环试验结果表明,该控制策略响应时间约为150 ms,并能较好地实现压力跟随控制。