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[摘 要]由于柴油产生的功率大，价格也相对便宜，所以得到广大人群的喜爱。但柴油机会存在排放不达标现象，包括废气和噪声排放，功率能耗等一些问题，这都与柴油机的进排气系统有关。因此我们有必要对柴油机进排气系统进行优化设计。
[关键词]柴油机；进排气系统；设计
中图分类号：TK42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0048-01
1、进排气系统功能简介
发动机进排气系统分为发动机进气系统和发动机排气系统。简单来说，发动机进气系统的作用是尽可能多并均匀地向各缸提供混合气或纯净空气发动机排气系统作用是排出废气，并且使废气污染和噪声污染尽可能地。
根据发动机进排气系统控制的分类，现将进排气系统功能简单化，如图一所示为进排气系统简单示意图。
图中箭头所示为空气在进排气系统的循环路径。进排气按逆时针方向流动，在进入进气管时先通过空气流量计，对空气温度、流量进行测量，之后经由可变截面涡轮增压器的涡轮机同轴带动的压缩机进行压缩，压缩气体经过中冷器冷却后，再由相应的进气温度传感器认与增压压力传感器测出进气温度和压力。通过节流阀节流后的空气与废气再循环的尾气混合后进入发动机气缸与燃油混合、燃烧。燃烧做功后的气体一部分由排气管、阀、中冷如果有的话后与新鲜空气混合，另一部分进入可变截面涡轮增压器的涡轮机，推动涡轮的叶片做功，从而带动压缩机，做功后的废气经过处理后排到大气中。
2.柴油机进气系统设计
2.1进气系统的组成及其作用
进气系统主要空气滤清器和进气支管组成
2.2空气滤清器设计
2.2.1作用
燃油燃烧的时候需要消耗大量的空气，空气里面由很多杂质诸如灰尘等，如果不把这些杂质清除，一定会加速气缸的部件的磨损，缩短整个发动机的寿命。有实验表明，如果不加装滤清器，发动机的寿命大概缩短二分之二，所以空气滤清器是很重要的。为了保证柴油机气缸的寿命，我们决定采用干式滤清器
2.2.2进气导流管的设计
在现在的这个柴油机车上，为了增强进气效果，可以利用发动机的谐振，这需要空气滤清器的进气导管有交大的容积，来增强发动的谐振，提高进气效能，但进气导管又不能做的太粗，否则在里而流动的新鲜空气的流速太低，反而不利于进气，为了使效果最仕，木次设计的柴油机的导流管应该做的又细又长
3 柴油机排气系统设计
3.1排气系统组成及其作用
排气系统主要包括排气支管，排气管和消声器。排气系统的作用主要是以尽量小的阻力和噪声，将在气缸中产生的废气排到大气中去
3.2排气支管设计
3.2.1排气支管的作用
其主要作用主要有两个方面，一个是将柴油机气缸中废气排出去，另外还要防止气缸的排气的相互干扰和废气的倒流问题。
3.2.2形状设计
排气管的形状是很重要的，如果形状设计的不仕，就会发生各缸排气相互干扰，而且会出现排气倒流的现象，为了避免这种现象，同事为了尽可能的利用惯性排气，进一步降低排气的阻力，我们希望排气管做的尽可能长，同时各缸的排气管应该相互独立，且等长但从消除排气干扰的角度讲，对于4缸柴油机来说，我们把1，4缸的排气支管汇合在一起，将3，3缸的汇合在一起，二者很好的满足以上的要求
4 进排气控制策略中的EGR控制策略设计
4.1EGR设置值的计算
EGR设置值的计算是根据发动机的工况为控制提供控制的目标值，它由基本值、静态修正值、动态修正值三部分组成。设置值包括计算控制偏差用的设置值与前馈控制用的设置值两种形式
静态修正是根据服务测试、大气压力、进气温度、冷却水温度、增压压力来对基本值进行修正，修正的结果为静态值。
动态修正值由对喷油量进行一阶延迟微分运算（DT1）而得。修正过程为静态值加上动态修正值。在动态修正中，一阶延迟微分运算所需的参数由结构体DT1提供。该结构体的数据的获得称为参数的自适应。当发动机温度大于冷却液温度动态计算参数阂值时，选择暖机所对应的数据，否则，选择冷机所对应的数据。
4.2EGR自适应控制器
自适应控制器包括控制偏差值的计算、PID参数的自适应、PID控制、控制器输出值的限值与转换四部分组成.
输出值分别为EGR阀的相对位置值（即EGR控制器修正变量）和进气节流阀的相对位置值（即TVA控制器修正变量），输出为百分比的形式。EGR阀位置值为100%时，意味着阀关闭，供给可能的最大新鲜空气量，相应的0%意味着阀打开，此时供给的新鲜空气量最少。与此相反，进气节流阀位置值为100%时，阀打开，对应最多的新鲜空气。为了彻底打开或关闭执行器，EGR阀的相对位置值（即EGR控制器修正变量）和进气节流阀的相对位置值（即TVA控制器修正变量）可以大于100%或小于0%.
4.3EGR监控
在超速、换挡、冷启动的情况下，系统并不使用控制器的输出值，而是以默认值来代替，在这种情况下，监控模块需要输出当前的监控状态、关闭控制器输出的原因。
EGR监控由超速与换挡监控、系统监控、控制偏差监控三部分组成。
根据不同的关闭，对EGR阀修正变量（EGR位置值）和TVA修正变量（TVA位置值）以不同的默认值进行初始化。如果没有关闭，由图5-11控制器输出值的转换计算出的EGR修正值和TVA修正值可直接輸出。控制器关闭状态变量显示了决定控制器初始化的“关闭原因”。空气控制监控中的关闭指示器则显示了所有的关闭原因。如果在某时出现了多个关闭，则体现了数字最大的空气控制监控中的关闭指示器的关闭相关的默认值具有最大优先级。
结束语
目前部分车型，由于特殊的原因，排出的气体温度过高，排气压力很大，如大型挖掘机，坦克，大型矿山机械等，单独依靠消声器，其排出的废气依然达不到车辆排气噪声标准，这时候需要特殊装置，例如谐振器，将这种器材与消声器串联之后，可以进一步降低排气的噪声，使其到达排放标准。
参考文献
[1] 周龙保.内燃机学[M].北京：机械工业出版社，2005：11-27.
[2] 王尚勇，杨青.柴油机电子控制技术〔M].北京：机械工业出版社，2005：15-36.
[关键词]柴油机；进排气系统；设计
中图分类号：TK42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0048-01
1、进排气系统功能简介
发动机进排气系统分为发动机进气系统和发动机排气系统。简单来说，发动机进气系统的作用是尽可能多并均匀地向各缸提供混合气或纯净空气发动机排气系统作用是排出废气，并且使废气污染和噪声污染尽可能地。
根据发动机进排气系统控制的分类，现将进排气系统功能简单化，如图一所示为进排气系统简单示意图。
图中箭头所示为空气在进排气系统的循环路径。进排气按逆时针方向流动，在进入进气管时先通过空气流量计，对空气温度、流量进行测量，之后经由可变截面涡轮增压器的涡轮机同轴带动的压缩机进行压缩，压缩气体经过中冷器冷却后，再由相应的进气温度传感器认与增压压力传感器测出进气温度和压力。通过节流阀节流后的空气与废气再循环的尾气混合后进入发动机气缸与燃油混合、燃烧。燃烧做功后的气体一部分由排气管、阀、中冷如果有的话后与新鲜空气混合，另一部分进入可变截面涡轮增压器的涡轮机，推动涡轮的叶片做功，从而带动压缩机，做功后的废气经过处理后排到大气中。
2.柴油机进气系统设计
2.1进气系统的组成及其作用
进气系统主要空气滤清器和进气支管组成
2.2空气滤清器设计
2.2.1作用
燃油燃烧的时候需要消耗大量的空气，空气里面由很多杂质诸如灰尘等，如果不把这些杂质清除，一定会加速气缸的部件的磨损，缩短整个发动机的寿命。有实验表明，如果不加装滤清器，发动机的寿命大概缩短二分之二，所以空气滤清器是很重要的。为了保证柴油机气缸的寿命，我们决定采用干式滤清器
2.2.2进气导流管的设计
在现在的这个柴油机车上，为了增强进气效果，可以利用发动机的谐振，这需要空气滤清器的进气导管有交大的容积，来增强发动的谐振，提高进气效能，但进气导管又不能做的太粗，否则在里而流动的新鲜空气的流速太低，反而不利于进气，为了使效果最仕，木次设计的柴油机的导流管应该做的又细又长
3 柴油机排气系统设计
3.1排气系统组成及其作用
排气系统主要包括排气支管，排气管和消声器。排气系统的作用主要是以尽量小的阻力和噪声，将在气缸中产生的废气排到大气中去
3.2排气支管设计
3.2.1排气支管的作用
其主要作用主要有两个方面，一个是将柴油机气缸中废气排出去，另外还要防止气缸的排气的相互干扰和废气的倒流问题。
3.2.2形状设计
排气管的形状是很重要的，如果形状设计的不仕，就会发生各缸排气相互干扰，而且会出现排气倒流的现象，为了避免这种现象，同事为了尽可能的利用惯性排气，进一步降低排气的阻力，我们希望排气管做的尽可能长，同时各缸的排气管应该相互独立，且等长但从消除排气干扰的角度讲，对于4缸柴油机来说，我们把1，4缸的排气支管汇合在一起，将3，3缸的汇合在一起，二者很好的满足以上的要求
4 进排气控制策略中的EGR控制策略设计
4.1EGR设置值的计算
EGR设置值的计算是根据发动机的工况为控制提供控制的目标值，它由基本值、静态修正值、动态修正值三部分组成。设置值包括计算控制偏差用的设置值与前馈控制用的设置值两种形式
静态修正是根据服务测试、大气压力、进气温度、冷却水温度、增压压力来对基本值进行修正，修正的结果为静态值。
动态修正值由对喷油量进行一阶延迟微分运算（DT1）而得。修正过程为静态值加上动态修正值。在动态修正中，一阶延迟微分运算所需的参数由结构体DT1提供。该结构体的数据的获得称为参数的自适应。当发动机温度大于冷却液温度动态计算参数阂值时，选择暖机所对应的数据，否则，选择冷机所对应的数据。
4.2EGR自适应控制器
自适应控制器包括控制偏差值的计算、PID参数的自适应、PID控制、控制器输出值的限值与转换四部分组成.
输出值分别为EGR阀的相对位置值（即EGR控制器修正变量）和进气节流阀的相对位置值（即TVA控制器修正变量），输出为百分比的形式。EGR阀位置值为100%时，意味着阀关闭，供给可能的最大新鲜空气量，相应的0%意味着阀打开，此时供给的新鲜空气量最少。与此相反，进气节流阀位置值为100%时，阀打开，对应最多的新鲜空气。为了彻底打开或关闭执行器，EGR阀的相对位置值（即EGR控制器修正变量）和进气节流阀的相对位置值（即TVA控制器修正变量）可以大于100%或小于0%.
4.3EGR监控
在超速、换挡、冷启动的情况下，系统并不使用控制器的输出值，而是以默认值来代替，在这种情况下，监控模块需要输出当前的监控状态、关闭控制器输出的原因。
EGR监控由超速与换挡监控、系统监控、控制偏差监控三部分组成。
根据不同的关闭，对EGR阀修正变量（EGR位置值）和TVA修正变量（TVA位置值）以不同的默认值进行初始化。如果没有关闭，由图5-11控制器输出值的转换计算出的EGR修正值和TVA修正值可直接輸出。控制器关闭状态变量显示了决定控制器初始化的“关闭原因”。空气控制监控中的关闭指示器则显示了所有的关闭原因。如果在某时出现了多个关闭，则体现了数字最大的空气控制监控中的关闭指示器的关闭相关的默认值具有最大优先级。
结束语
目前部分车型，由于特殊的原因，排出的气体温度过高，排气压力很大，如大型挖掘机，坦克，大型矿山机械等，单独依靠消声器，其排出的废气依然达不到车辆排气噪声标准，这时候需要特殊装置，例如谐振器，将这种器材与消声器串联之后，可以进一步降低排气的噪声，使其到达排放标准。
参考文献
[1] 周龙保.内燃机学[M].北京：机械工业出版社，2005：11-27.
[2] 王尚勇，杨青.柴油机电子控制技术〔M].北京：机械工业出版社，2005：15-36.