分層引燃高稀釋低溫燃燒汽油機(jī)多缸平衡控制研究.pdf

1、以SI-CAI混合燃燒為代表的汽油機(jī)高稀釋低溫燃燒其著火、燃燒過程對邊界條件極其敏感，其在多缸機(jī)上的應(yīng)用極易產(chǎn)生顯著的缸間差異，進(jìn)而限制了其工程應(yīng)用。本文通過系統(tǒng)研究主要發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制參數(shù)對分層火焰引燃(SFI)燃燒多缸平衡控制的調(diào)控能力，并提出相應(yīng)的控制策略，為低溫燃燒多缸汽油機(jī)缸間不平衡問題的解決探索可工程實(shí)施的手段。
　　本文首先搭建了基于Autobox控制和基于Labview數(shù)據(jù)采集的裝有雙VVT、外部EGR和PFI/GD

2、I雙噴射系統(tǒng)的高稀釋低溫燃燒四缸汽油機(jī)研究平臺(tái)。
　　在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了PFI/DI噴射控制策略結(jié)合點(diǎn)火策略對SFI燃燒的過程控制規(guī)律，探究直噴時(shí)刻、直噴比例和點(diǎn)火時(shí)刻等參數(shù)調(diào)控SFI燃燒的能力，確定上述參數(shù)用于調(diào)控缸間差異的潛力。結(jié)果表明:直噴時(shí)刻雖具備分缸控制能力，但其對燃燒的影響過于復(fù)雜，并不是分缸CA50控制的最佳選擇。直噴比例的增大能夠顯著降低燃燒的最大壓力升高率，但會(huì)對IMEP產(chǎn)生惡化，而對燃燒相位影響較小。相比均

3、質(zhì)混合燃燒，SFI燃燒拓寬了CA50控制窗口，提高了點(diǎn)火時(shí)刻對燃燒的可控性，有利于點(diǎn)火時(shí)刻對CA50的分缸控制。同時(shí)在保證經(jīng)濟(jì)性的提前下，SFI燃燒可以實(shí)現(xiàn)較好的燃燒穩(wěn)定性和較低壓力升高率水平。
　　最后，基于PFI/GDI噴射控制和點(diǎn)火控制調(diào)控SFI燃燒過程的結(jié)果，提出了多缸IMEP和CA50平衡的控制策略。為了抑制多缸間IMEP差異，提出了PFI/GDI噴油比例和分缸Lambda的協(xié)同控制策略。發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)表明，在1500r

4、/min3bar工況下，該策略將IMEP缸間循環(huán)變動(dòng)從6.3％降低到了2.4％。為改善CA50的缸間差異，提出了分缸點(diǎn)火配合IVC、eEGR控制的CA50中位值平衡策略。發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)表明，在1500r/min-3.5bar工況下該策略可以在快速有效的實(shí)現(xiàn)CA50平衡的同時(shí)，防止點(diǎn)火控制作用的飽和。在1500r/min-4.7bar工況下，通過分缸CA50、IMEP聯(lián)合平衡驗(yàn)證表明其可提高各缸燃燒穩(wěn)定性，將缸間IMEP循環(huán)變動(dòng)從6％減小