基于遗传算法的直喷式柴油机燃烧系统参数优化分析

应用CFD软件Fire对直喷式柴油机缸内工作过程进行了多维仿真研究,在前期正交设计优化的基础上,进一步选取涡流比、喷油压力、喷油提前角和油束夹角4个参数,以动力性为优化目标,应用遗传算法进行了全局优化。研究结果表明:正交设计优化和遗传算法优化均能大幅度改善原型机的燃烧过程和性能,其指示功率分别比原型机提高了10.3%和11.1%;与正交设计优化方法相比,遗传算法优化结果燃烧持续期更短,燃烧效率更高。     

应用正交设计法优化大功率柴油机燃烧系统的多维仿真研究

应用正交设计法对大功率柴油机燃烧系统参数进行了多维仿真优化研究,综合考虑了柴油机的进气系统、喷油系统和燃烧室形状等参数,并通过方差分析得出了单因素和交互作用对柴油机动力性的影响规律.研究结果表明:正交设计法可以用于大功率柴油机燃烧系统优化匹配的多维仿真研究,使柴油机的动力性大幅度提高;从燃烧室廓形中提取出的3个参数(喉口半径、锥台角度和凹坑半径)可以作为燃烧室设计的特征参数;以动力性为优化目标时,喷孔数与涡流比的交互作用影响最大,涡流比、油束夹角与锥台角度的交互作用,喷油压力与喉口半径的交互作用的影响次之,喷孔数有一定的影响;最后得出各种交互作用的匹配关系及其对柴油机动力性的影响.     

基于响应面法的高强化柴油机燃烧系统多参数多目标优化匹配研究

通过引入一种新的优化方法———响应面法,对高强化柴油机燃烧系统进行多参数多目标优化匹配研究。基于有限数量的CFD三维仿真结果,构建了以燃烧室喉口半径、涡流比和喷孔数为输入参数及功率和最高燃烧压力为输出结果的响应面函数,并通过其进行各参数对性能影响的显著性检验和降维分析。基于所得响应面函数进行多参数全局寻优,得到3种具有不同特点的优化方案并与原方案进行缸内微观过程的对比分析。研究结果表明:对于所研究的机型,在喷油压力及喷孔流通面积恒定的情况下,燃烧室喉口半径与喷孔数的匹配和燃烧室喉口半径与涡流比的匹配分别是对功率和最高燃烧压力的主要影响因素;随着喷孔数的增加,功率对涡流比和燃烧室喉口半径的敏感程度逐渐减小,最高燃烧压力对燃烧室喉口半径的敏感程度逐渐增加;在所得的3种优化方案中,10孔和8孔方案可分别单独显著改善功率和最高燃烧压力指标,9孔方案可同时小幅度改善功率和最高燃烧压力指标。     

直喷式柴油机喷油系统参数的合理选择与匹配

随着柴油机排放法规和汽车费改税的即将实施,柴油机向直喷化方向发展的步伐日益加快,因此怎样合理选择喷油系统参数来优化直喷式柴油机的性能显得尤为重要。本文以YD480直喷式柴油机与IW喷油泵的匹配为例对此作了详细介绍。     

直喷式柴油机喷油系统参数的合理选择与匹配

随着柴油机排放法规和汽车费改税的即将实施,柴没一机向直喷化方向发展的睡伐日益加快,因此怎们合理选择喷油系统参数来优化直喷式柴油机的性能显得尤为重要。本文以YD480直喷式柴油机与IW喷油泵的匹配为例对此作了详细介绍。     

重型车用柴油机低排放直喷燃烧系统参数的优化

在车用柴油机上引用缩口低排放型燃烧室后,燃烧系统向直喷化发展。为了掌握和定量地评价这种新型燃烧室的结构及其内部气流特点,引入了涡流强度保持性的概念。并利用商用软件FIRE对这种新型直喷式燃烧室内气流的空间分布及其时间变化规律进行数值计算,结合MATLAB软件计算燃烧室内的瞬态涡流强度保持性大小,由此分析不同燃烧室结构参数对燃烧室内气流特性及其涡流强度保持性的影响。同时,通过台架试验分析这种燃烧室内的不同涡流强度保持性与喷射系统参数和进气涡流等参数匹配时对柴油机性能和排放特性的影响。结果表明,通过低排放缩口型燃烧室结构参数的优化,可有效地组织和控制燃烧室内气流分布规律及其强度,而且对于这种燃烧室结构存在着最佳的喷射位置和进气涡流强度,使得在动力性和经济性基本保持不变的条件下,可有效地改善柴油机的排放特性。     

非道路柴油机进气及喷油系统的虚拟优化匹配

采用三维计算流体力学(CFD)技术模拟了柴油机的进气、压缩、喷雾和燃烧过程,通过组合不同的进气涡流和喷油嘴方案找出各自对柴油机排放的影响,结果表明,降低进气涡流,提高流量系数;减小喷油器安装倾角,缩小喷孔孔径,推迟喷油提前角可以实现NO排放和SOOT排放的全面降低。此外,对2款单缸柴油机的喷油嘴互换性也进行了适当的分析。     

涡轮增压器与L360柴油机的优化匹配研究

介绍了涡轮增压器与L360空对空增压中冷柴油机的优化匹配研究过程.研究表明:通过模拟计算和优化匹配可确定L360柴油机用的涡轮增压器型号:模拟计算结果非常接近试验结果.误差2%左右,在可接受范围内;模拟计算可节省产品研发费,缩短设计开发周期.     

GW 2．5TCI柴油机参数优化匹配与性能模拟计算

利用AVL—BOOST发动机模拟软件建立了GW 2．5TCI柴油机的计算模型,分析探讨了不同压缩比和不同喷油提前角对柴油机性能的影响,并确定了合适的匹配参数。根据优化结果模拟了柴油机外特性上的性能,并和试验值进行了比较。结果表明,模拟计算结果与实验值较为一致,柴油机性能符合预定的目标,同时为该柴油机改进设计和试验研究提供理论依据和研究方向。     

直喷式柴油机燃烧系统和喷油系统性能匹配优化

内燃机工作过程复杂，影响因素众多，本文采用正交试验法对柴油机中燃烧室，进气道和喷系三大主要因素进行组合优化，选出了最佳的组合。     

柴油机燃油喷射系统模拟计算的发展与分析

在详尽阐述几十年来柴油机燃油喷射系统模拟计算发展的基础上，给出了进行数值模拟计算的基本数学模型，并通过对该模型框架下的各种假设和求解方法的分析，提出燃油喷射系统模拟计算进一步的发展方向。     

柴油机双弹簧喷油器喷油系统的模拟计算与分析

双弹簧喷油器由于能实现先缓后急的喷油速率,从而改善了柴油机的低速稳定性并降低了噪声。通过液力计算模型,对带双弹簧喷油器喷油系统的喷射特性进行了模拟计算。探讨了双弹簧喷油器主要结构参数对喷射特性的影响规律。结合HYDSIM液力模拟计算软件,总结介绍了带双弹簧喷油器喷油系统进行仿真计算的基本数学模型、假设扣求解方法。     

喷油系统参数对柴油机燃烧过程的影响

试验研究了喷油系统的柱塞直径喷孔直径和喷孔数等对有强涡流的直喷式柴油机燃烧过程的影响。分析了这些参数之间及其与涡流强度的制约关系。得出了１３０柴油机在较低涡流强度下，选用５×０．３×１０４°喷油嘴的１２ｍｍ直径柱塞可获得良好的发动机性能。     

阻尼出油阀柴油机喷油系统液力过程的计算与分析

论述了由阻尼油阀组成的柴油机喷油系统的液力过程的计算与分析,着重讨论了阻尼出油阀结构对油特性的影响。     

高压共轨柴油机燃烧与排放的仿真计算及分析

在林慰梓直喷式柴油机准维多区燃烧模型的基础上,改进了燃油喷射模型以及碳烟的生成与氧化模型,考虑了燃烧区的区间传热和缸内工质的对流辐射传热,由此对一台高压共轨柴油机进行了仿真计算。计算与试验结果对比分析表明,改进后的燃烧与排放模型能够较好的反映了缸内各区的燃烧与排放情况,可以为高压共轨柴油机的设计提供理论指导。     

高压共轨柴油机怠速工况喷射控制参数匹配研究

为优化高压共轨柴油机的怠速性能,以降低油耗、NOx排放以及烟度为优化目标,采用正交试验法对一台共轨柴油机怠速工况下的喷射控制参数进行了匹配试验研究。结果表明：在怠速工况下,喷射控制参数对柴油机油耗影响的主次因素依次是怠速值、喷油提前角、轨压;对NOx排放影响的主次因素依次是轨压、喷油提前角、怠速值;对烟度影响的主次因素依次是喷油提前角、轨压、怠速值。不同优化目标下的喷射控制参数最优组合也可由正交试验分析得到。     

二甲醚均质压燃、柴油补燃混合燃烧模式的试验研究

在一台4102直喷柴油机上研究了二甲醚（DME）均质压燃，柴油补燃混合燃烧模式对发动机性能、排放、油耗和燃烧特性的影响。试验结果表明，采用混合燃烧模式能有效降低发动机的碳烟排放及低负荷区域的NOx排放，但在整个工作区域内发动机的当量燃油耗偏高。此外，通过燃烧分析发现，大部分负荷下采用混合燃烧模式的发动机气缸最高燃烧压力比采用纯柴油的高，但最大压力升高率和压力升高加速度却比较低，因此发动机运行比较柔和。     

电控单体泵式(EUP)柴油机喷油系统的研究

电控单体泵喷油系统是一种能够自由灵活调整喷油量和喷油正时、具有高喷射压力的新型燃油喷射系统。本文系统地分析了电控单体泵柴油喷射系统的结构和原理，研究了电磁阀以及电控单元的设计，试验结果提供了电控单体泵的供油特性及控制特点。     

高速柴油机燃油喷射系统结构参数优化设计的计算机仿真

针对高速柴油机最常用的柱塞式燃油泵和孔式喷油嘴燃油喷射系统,开发了可实现系统主要结构参数优化设计的仿真软件。该软件以多变量无约束最优化方法和燃油喷射过程的动态仿真为基础,用Ｃ语言开发而成。以３１００高速直喷式柴油机用Ａ型柱塞泵和ＫＢＡＬ－Ｐ型喷油器为例,求得了基于给定工况和参数范围的最优结构参数值。计算结果表明该优化设计仿真软件在燃油供给系统的设计及主要结构参数匹配过程中具有良好的辅助作用。     

柴油机加速工况时NOx排放模拟计算

在油滴蒸发准维燃烧模型基础上,结合生成NOx的详细化学动力学机理,建立了直喷式柴油机的NOx生成模型,与实测结果对比有较好的吻合性。利用此模型对柴油机加速过程NOx排放进行了模拟计算,计算结果表明：柴油机加速工况时的NOx浓度值变化较大,有的比标定工况时还大。