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相继增压技术可以扩大增压柴油机高效运行范围,同时也在一定程度上提高了燃油经济性,是目前改善高增压柴油机低工况性能的比较成熟的技术手段,被广泛应用于现代舰船柴油机上。然而相继增压柴油机在瞬态切换过程仍然存在一些问题,如冒黑烟、转速波动较大以及油耗急剧增加等,对于相继增压柴油机切换过程性能恶化现象,本文主要从调节切换过程和改进喷油策略方面进行研究,改善相继增压柴油机切换过程的平顺性和稳定性。本文基于GT-suite软件建立了TBD620V12 STC柴油机稳态模型及适用于该机型的高压共轨燃油喷射模型,通过与试验数据对比验证了模型的准确性,确定了柴油机切换工况点转速为1400r/min。基于GT-power与Simulink联合仿真平台建立了柴油机瞬态切换控制模型,选取了合适的切换延迟时间为1.65s,可以有效避免增压器喘振现象,研究了不同喷油策略下,相继增压柴油机在受控增压器切入过程各项性能参数的变化情况,结果表明:在受控增压器切入过程,不同的预喷和后喷方案对柴油机各项性能参数产生了较大的影响,预喷方案降低了NOx排放、后喷方案降低了Soot排放,但两种方案都不能有效降低柴油机转速波动。本文设计了一种可变多次喷射策略,在受控增压器切入过程前期采用较大的后喷、后期采用较小的预喷,最终使得柴油机转速波动降低了7r/min。本文基于灰色理论中的关联度分析方法,计算了不同喷油方案对TBD620V12 STC柴油机在受控增压器切入过程的转速波动、油耗、NOx和Soot排放等四个参数的综合性能影响因子,最终选取可变多次喷射作为最佳喷油策略。针对经典增量式PID控制器在相继增压柴油机切换过程调速性能较差的问题,结合RBF神经网络与经典增量式PID建立了一种自适应调速控制器RBF-PID,以柴油机目标转速、实际转速和转速偏差为输入变量,建立TBD620V12 STC柴油机神经网络控制模型,分别模拟经典增量式PID与RBF-PID两种控制器对TBD620V12 STC柴油机受控增压器切入过程的性能影响,结果表明:在切入过程应用RBF-PID控制器,可以使柴油机转速波动比经典增量式PID降低了8r/min,且回归至稳定转速的时间减少了0.4s。