在瞬态工况下,柴油机边界条件会产生畸变,尤其是EGR率超调现象,燃烧及排放性能发生急剧恶化。针对瞬变工况排放法规的日益严格,瞬变过程EGR控制的研究急需完善。其中复合EGR系统结合了低压和高压EGR回路优势,具有广阔的研究潜力和运用前景。因此本研究在一台二级增压重型中冷柴油机上,利用dSPACE控制平台和博世高压共轨系统,探讨了复合EGR和喷油参数对柴油机恒转增扭典型5s瞬变工况(1650rpm,10%-100%负荷,5s瞬变时间)的性能影响。搭建了具有复合EGR系统的试验台架,结合dSPACE控制平台和matlab/simulink模型设计的瞬变工况测控系统,可实现对试验参数的测量、复合EGR系统的控制、瞬变过程油门信号的控制。以在瞬变工况中实现可控的微量EGR率为目标,研究了定开度的低压和高压EGR回路的瞬变性能,并依次试验了复合EGR回路的开环控制和闭环控制策略。得到主要结论如下:1.瞬变过程恒定低压EGR阀开度时,低压EGR率在小负荷工况下基本为零,随瞬变负荷的增加,低压EGR率会有所升高至最大可达3%。低压EGR阀100%开度时,碳烟排放和经济性有显著地上升。2.随高压EGR阀的开度变大,高压EGR率明显升高,且EGR率超调现象严重,碳烟排放和经济性显著恶化。因此,高压阀在瞬变过程应该保持较小地开度。3.针对瞬变工况的不同阶段,提出了复合EGR回路开闭时间优化的开环控制策略。即瞬变过程高压EGR阀“前期开启,后期关闭”,低压EGR阀“前期关闭,后期开启”的策略。4.为了在瞬变工况中引进可控的微量 EGR量,本文进而提出复合EGR回路的闭环控制策略,选取4个闭环控制变量,包括涡前压力、过量空气系数、排气氧浓度、进气氧浓度。基于复合EGR阀开环控制优化策略,依次研究了预喷,喷油正时和喷油轨压对瞬变工况性能的影响,并进行了喷油参数协同改善的分析。研究结论如下所示:1.分段预喷策略在小负荷阶段加入预喷,提高了燃烧初期的缸内温度,使瞬变过程中后期能够持续良好的缸内燃烧氛围,促进燃烧中后期油气混合过程,进而有效地降低峰值烟度排放。2.分段喷油正时策略在中小负荷阶段提前喷油正时,能够提前燃烧重心,缓解进气能量供给不足。而在瞬变过程中后期推迟喷油,能够保持较好的缸内燃烧热力学状态,促进中大负荷阶段油气充分混合,降低了烟度排放峰值,并一定程度上抑制燃油经济性的恶化趋势。3.分段喷油压力策略在小负荷时减小喷油压力可以改善排放性能,而且降低燃油消耗;在瞬变过程后期,增加喷油轨压能明显增强燃烧热氛围,从而明显降低碳烟排放峰值。4.合理控制喷油参数(预喷、喷油压力、主喷正时)起作用的负荷区间和大小,可以综合地优化柴油机的瞬变性能。其中综合优化策略结合了分段预喷策略“10%-20%负荷”,分段正时策略“20%(+2。CA/-4°CA)”,和分段喷油压力策略“20%(-5/+10MPa)”,使碳烟峰值仅为8.8%,氮氧化物排放峰值仅为400ppm,且有效燃油消耗率相较原机略有恶化。