微粒捕集器喷油助燃再生喷油与补气的优化控制

为实现柴油机微粒捕集器喷油助燃再生的优化控制，该文基于原喷油量优化控制模型，在考虑补气的前提下，结合过滤体再生入口临界温度模型对其边界终止温度条件的强化，对微粒捕集器再生过程烟气最优升温速度曲线予以了改进，并获得了喷油量气量的最优控制I71标函数从其在线优化控制结果来看，喷油量最优值随再生时间变化呈先减小后增加的趋势。相应补气量变化趋势与最佳喷油量的变化一致，受排气氧含量富余程度影响，对应的补气量在越过最低点后增长的速度不一致。试验结果表明，对喷油量／补气量予以最优控制后，整个再生过程油耗可降低34．6％~40．2％。为提高整个微粒捕集器喷油助燃再生过程的操作水平和经济效益提供了参考。关键词：柴油机，燃油，喷射，优化控制，微粒捕集器，再生，补气

近年来，对内燃机尾气造成的环境污染，人们给予了极大的重视，特别对年保有量占绝对地位的柴油机而言，覆盖面广，在农业机械、施工机械及汽车上等大量使用[1-3]尽管各种尾气污染治理技术得到了应用或发展，并取得了较好的成果，但其微粒排放一直是柴油机排放控制技术的难点，目前，采用微粒捕集器(dieselparticulatefilter)被认为是解决柴油机微粒排放问题最有效的手段，已成为当前柴油机微粒排放控制技术的研究热点14-7]。微粒捕集器在工作过程中，随着捕集的微粒量增加，柴油机排气背压相应增高，微粒积累到一定程度，将影响发动机的动力性和经济性，因此需定期对微粒捕集器捕集的微粒予以清除即微粒捕集器再生J。目前，针对微粒捕集器的再生方法很多，在众多的热再生方式中，喷油助燃再生技术不受目前中国燃油含硫量高等特点的限制，核心装置燃烧器采用与柴油机相同的燃料，装车使用时不需对发动机原结构作很大的改动，另外，不受排气温度的限制，可在所有工况下进行再生，再生窗口宽等优点，为解决柴油机微粒排放开辟了一条新途径。

从现阶段研究状况来看，如何提高该再生技术的操作水平和经济效益已成为其研究热点[10-14】，而在实际应用过程中如何在适当的再生时间内最大程度地节省燃料并将其予以综合考虑极为重要。为解决这一问题，本文结合前期研究成果，以文献[10]所述原模型为基础，通过对其合理改进和强化，建立喷油助燃再生过程喷油量／补气量优化控制模型并开发其在线泛函混沌优化器，以尽量减少微粒捕集器再生过程中人为的不确定因素的影响，使喷油助燃操作管理变得更加科学化、程序化，达到稳定、可控、高效、低耗再生的目的。