基于氧傳感器的柴油機空氣管理系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、中國重型車國6排放，這一有史以來最具挑戰(zhàn)性的法規(guī)即將出臺，要滿足該法規(guī)要求，柴油機再僅靠提高燃油的噴射精度已無法實現(xiàn)期望的燃燒控制及相應的排放限值。隨著國內柴油機國6項目的開發(fā)深入，空氣系統(tǒng)控制的重要性已越來越被重視。目前，傳統(tǒng)的空氣控制系統(tǒng)，是以新鮮空氣進氣流量為控制目標，以熱膜式空氣流量計作為控制依據(jù)。由于控制目標不清晰，控制理論不完善，極易受匹配及環(huán)境條件影響等原因，導致控制精度低，難以有效控制排放水平，且標定復雜，適應性很差。<

2、br>　　為了克服傳統(tǒng)空氣系統(tǒng)的上述缺陷，本文通過對影響柴油機燃燒因素的深入分析，提出了有效EGR率的概念。重新設計了新的空氣系統(tǒng)，并制定了以空燃比和有效EGR率作為控制目標的控制策略。通過對有效EGR率的控制解決了傳統(tǒng)空氣系統(tǒng)沒有考慮柴油機過量空氣燃燒，廢氣中影響燃燒的CO2比例不穩(wěn)定的缺陷。通過對影響空燃比的原因分析，采用新的空氣系統(tǒng)控制策略。新的策略以增壓器和節(jié)氣門作為空燃比的控制手段，EGR閥作為EGR率的控制手段，解決了傳統(tǒng)空

3、氣系統(tǒng)EGR閥、節(jié)氣門同時影響空燃比和EGR率的控制沖突問題。為提高控制響應性和適應性，本文還研究了基于模型的預控制策略，使用了流體力學的音速噴嘴原理搭建閥類零部件的流量預測模型，以提高閥開度的預控制精度。為提高閉環(huán)控制的響應，還研究了預估補償PID的控制策略，對閉環(huán)差異做快速分析預測以進一步提高空氣系統(tǒng)的控制效果。新的空氣系統(tǒng)控制策略大幅提高了控制精度和響應性，使燃燒過程得到更有效的控制，并且簡化了標定，增強了適應性。
　　新的

4、空氣系統(tǒng)控制策略需要以進氣混合氣氧濃度為控制依據(jù)，但傳統(tǒng)的氧傳感器是為排氣環(huán)境而設計的，其測量環(huán)境溫度、測量壓力范圍、露點處理都與進氣環(huán)境存在很大差異。排氣環(huán)境一般為150～800℃的中高溫度，測量壓力接近大氣壓，測量介質容易達到露點，而且排氣中極易產生冷凝水。而進氣溫度一般不超過70℃，進氣壓力因增壓器的原因相對排氣壓力變化范圍大很多，進氣難以達到露點。以上條件差異決定必須對傳統(tǒng)寬裕氧傳感器重新開發(fā)，以適應進氣環(huán)境的測量。針對上述需求