การคำนวณปริมาณอากาศในกระบอกสูบโดยตัวสังเกตแบบแผนเลื่อนสำหรับเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยการอัดแบบ DF-PCCI

A sliding-mode observer for in-cylinder air calculation on compression ignition engine operating with DF-PCCI mode

Name: อิทธิเดช มูลมั่งมี

Organization : มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. คณะวิศวกรรมศาสตร์

Email : profittidej@gmail.com

Name: บัณฑิต จิรนันทศักดิ์

Organization : มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. คณะวิศวกรรมศาสตร์

Email : bunditji@hotmail.com

Name: วิทิต ฉัตรรัตนกุลชัย

Organization : มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. คณะวิศวกรรมศาสตร์

keyword: ตัวสังเกต

; อากาศในกระบอกสูบ

; แผนเลื่อน

; เครื่องยนต์เชื้อเพลิงร่วม

Abstract: บทความนี้เสนองานวิจัยเชิงประยุกต์เกี่ยวกับการประมาณค่าอากาศในกระบอกสูบของเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยการอัดขนาด 2.5 ลิตร ที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงร่วมกับน้ำมันดีเซลและทำงานในโหมด DF-PCCI (Diesel-Dual-Fuel Premixed-Charge Compression Ignition Engine) มีการนำอากาศเข้าด้วยระบบเทอร์โบชาร์จ (turbocharger) และระบบการนำไอเสียกลับมาเผาไหม้ซ้ำ (Exhaust Gas Recirculation; EGR) ปริมาณอากาศจริงที่ไหลเข้าสู่กระบอกสูบมีความสำคัญในการกำหนดปริมาณการฉีดเชื้อเพลิงและการเผาไหม้ของเครื่องยนต์โดยเฉพาะเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอัตราเร็วรอบและโหลดของเครื่องยนต์อย่างทันทีทันใด โดยปกติเซ็นเซอร์วัดอัตราการไหลอากาศ (MAF sensor) ที่ติดตั้งบริเวณด้านหน้าไม่สามารถให้ปริมาณอากาศจริงที่ใช้ในการเผาไหม้ภายในกระบอกสูบได้ เนื่องจากมีผลของปริมาณออกซิเจนที่เหลือจากการเผาไหม้ในรอบก่อนหน้า อีกทั้งมีเวลาล่าช้าในการวัดและความคลาดเคลื่อนของตัวเซ็นเซอร์ ทำให้ประสิทธิภาพการเผาไหม้ลดลงและส่งผลต่อการตอบสนองการขับขี่ การประมาณค่าอากาศนี้อาศัยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของสภาวะทางอุณหพลศาสตร์ที่ท่อร่วมไอดีร่วมกับความสัมพันธ์ของอัตราส่วนก๊าซที่เผาไหม้แล้ว (Burned Gas Ratio; BGR) ที่อยู่ในท่อร่วมไอดีมาสร้างสมการสเตทของระบบ และออกแบบตัวสังเกตแบบแผนเลื่อน (Sliding-mode observer) ซึ่งมีสมบัติคงทนต่อการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ของระบบได้ ผลจากการทดลองประมาณค่าอากาศในกระบอกสูบด้วยตัวสังเกตแบบแผนเลื่อนนี้พบว่าให้ปริมาณมวลอากาศที่เข้ากระบอกสูบมากกว่าที่อ่านได้จากเซ็นเซอร์ MAF เนื่องจากคำนึงถึงผลของอากาศที่เหลือจากการเผาไหม้ใน EGR โดยอาศัย BGR ในการคำนวณปริมาณก๊าซที่ยังไม่เผาไหม้ จำลองผลบนโปรแกรม MATLAB Simulink® และ AVL Boost®

Abstract: This article presents an application research involving a calculation of in-cylinder air mass on a 2.5L compression ignition engine composing with EGR and turbocharger system, and operating on DF-PCCI mode. The DF-PCCI engine using CNG as main fuel is a multipoint-injected CNG at the intake ports after Diesel is directly injected in smaller amount, mainly for ignition purpose, resulting in lower fuel cost. The amount of in-cylinder air is important to Diesel and CNG injection calculations, especially when we tip-in or abrupt changes in load paddle. The presence of time delay of a MAF sensor is an obstacle in the controller design for air/fuel ratio control. Because its combustion characteristic is close to lean burn (exceed O2), resulting in more residual air on the EGR system. The in-cylinder air is calculated for determine Diesel and CNG injection durations, estimation of in-cylinder air improves the engine efficiency, drivability, and emission in the exhaust. We present 1) a model of air-part system with EGR system, and the Burned Gas Ration (BGR) (i.e., a ratio between the burned mass and the total mass) is a key concept of this work for estimates the combustion parameter on the intake manifold. 2) a nonlinear sliding-mode observer, which has robustness properties. The proposed algorithm was simulated on the MATLAB Simulink® as a controller and the AVL BOOST as a virtual engine. The results of this estimation provide more accuracy in predicting the Air-per-Cylinder (APC) instantaneously, where it does not required in additional sensors.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: library@kmutnb.ac.th

Created: 2554

Modified: 2019-08-22

Issued: 2562-08-07

บทความ/Article

application/pdf

BibliograpyCitation : ใน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ และสมาคมวิศวกรเครื่องกลไทย. การประชุมวิชาการเครือข่ายวิศวกรรมเครื่องกลแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 25 (ME-NETT 2011) (DRC33). กระบี่ : มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ME-NETT 2011DRC33.pdf	700.19 KB	5	2019-08-13 10:18:26

ใช้เวลา

-0.967799 วินาที