带电控阀增压器与汽油机匹配控制研究

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1、中图分类号：UDC分类号：带电控阀增压器与汽油机匹配控制研究作者姓名蒋晓凤学院名称机械与车辆学院指导教师张志强导师答辩委员会主席马朝臣教授申请学位工程硕士学科专业车辆工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月MatchingandControllingResearchofTurbochargerwithElectricControllableValveandGasolineEngineCandidateName：JiangXiaofengSchoolorDepartment:MechanicalEngine

2、eringFacultyMentor:ZhiqiangZhangChair,ThesisCommittee：Prof.ChaochenMaDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：VehicleengineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文

3、中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要随着国家对节能的要求和排放法规的日益严格，增压技术作为车用发动机一种有效的节能减排技术措施得到了广泛应用。目前国内的乘用车绝大部分采用汽油机作为动力源，为实现涡轮增压器与汽油机的良好匹配，与柴油机上广泛应用的带放气阀的增压器不同，汽油机采用带电控阀（包括脉宽调节阀和电控泄压

4、阀）的增压器，电控阀的电子控制集成到汽油机管理系统中，可以在整个汽油机的运行工况范围内调节增压压力，同时在汽油机变工况时减少喘振现象的发生，保证汽车的加速性，与传统的采用放气阀控制增压压力的增压器相比，改善了涡轮增压器与汽油机的匹配性能。本文对带电控阀的增压器与汽油机的匹配控制进行了研究，首先针对电控阀的性能要求，研制了电控阀性能参数全自动检测试验台，应用所研制的试验台对电控阀的性能参数进行了试验测量；其次，利用电控阀测量数据建立了基于MATLAB/Simulink和GT-Power的带电控阀增压器与汽油发动机的匹配仿

5、真模型；最后，以优化汽油机外特性上的经济性为目标，确定了汽油机在外特性下的最佳增压压力，制定了脉宽调节阀控制策略，建立控制模型并对控制策略进行了仿真验证。此外，由于在汽油发动机在急加速和急减速工况下，电控泄压阀可以防止涡轮增压器压气机喘振并改善汽油发动机的动态特性，本文利用联合仿真模型，对该种工况进行了仿真研究。本文的研究表明，与带放气阀增压器相比，带电控阀的增压器由于能够在全工况范围内通过脉宽调节阀对涡轮增压器增压压力进行调节，采用相应的控制策略能够进一步改善涡轮增压器与发动机的匹配性能。同时，在汽油发动机急加速和急

6、减速工况采用合理的控制策略能够通过电控泄压阀有效地防止压气机喘振并提高发动机的动态响应性能。关键词：涡轮增压汽油机；带电控阀增压器；电控阀测试；控制策略；联合仿真I北京理工大学硕士学位论文AbstractWiththeincreasinglystringentemissionregulationsandthenationalrequirementsofenergysaving,turbochargertechnologiesarewidelyusedasaneffectivetechnologyforenergysav

7、ingandemissionreductionmeasure.Atpresent,mostofthedomesticpassengercarsadoptgasolineenginesasthepower.Inordertoimprovethematchingconditionsbetweenthegasolineandtheturbocharger,aturbochargerwithelectriccontrollablevalve(includingaPWMControlSolenoidValveandanElect

8、roniccontrolBypassValve)isused.Itisdifferentfromtheturbochargerwithadischargevalvewhichiswidelyusedfordieselengine.Thecontroloftheelectroniccontrollablevalveisintegra