带VGT 和EGR 的柴油机模型开发

带VGT 和EGR 的柴油机模型开发

现代柴油机要求具有较高的燃烧效率和较低的排放，因而采用了多种先进的燃烧策略和后处理技术。在众多后处理技术中，废气再循环（EGR）技术能够将废气回流到进气歧管中，同时降低燃油消耗和排放。但当柴油机处于低负荷时，排气歧管压力较低，不足以保证废气重新进入到进气歧管中。因而，利用EGR的同时，在柴油机上配备几何可变涡轮（VGT），可增加排气歧管压力，以解决上述问题。

开发装配VGT和EGR的柴油机仿真模型，有利于实现对该类发动机的控制。但是，过去开发的面向控制仿真模型通常是离散的，在基于该模型寻找最优控制策略的过程中，无法使用优化技术。因而，针对装配VGT和EGR的柴油机需要开发出连续可微的仿真模型。

在开发仿真模型时，基于现有且经过验证的柴油机仿真模型，分别建立进气歧管进气温度、气缸排放温度、排气歧管排气温度、缸内空气流量、缸内燃油流量、压缩机空气流量、涡轮效率和功率、压缩机功率、气缸转矩和EGR率随时间变化的关系，最终所建立的连续可微柴油机模型具有5个状态变量和3个控制信号，并将发动机转速作为仿真模型的外部输入。利用该模型进行最优控制时，将控制目标设定为最小燃油消耗，将5个状态变量和3个控制信号的取值范围作为约束条件，以实现对柴油机的最优控制。

Viktor Leek et al.SAE 2017-01-0611.

编译：王淼