基于可調(diào)參數(shù)的某發(fā)動機性能優(yōu)化研究
發(fā)布時間:2022-09-17 12:32
在發(fā)動機研發(fā)過程中,從產(chǎn)品研發(fā),優(yōu)化到試驗階段都可對發(fā)動機性能進行優(yōu)化。發(fā)動機標定試驗作為發(fā)動機試驗階段中極其重要的一個環(huán)節(jié),對發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排放性能改善有著至關重要的作用。在標定過程中對各性能參數(shù)進行綜合考慮并尋求一種綜合效果最佳的理想方案將是一項復雜繁瑣的工作,對標定工程師的理論和實踐能力要求都很高,因此,為了便于標定工程師高效完成標定試驗,對標定過程中主要的可調(diào)參數(shù)進行仿真優(yōu)化研究顯得尤為重要。本文的主要研究內(nèi)容是以團隊在研的某汽油機為研究對象,分析該發(fā)動機的主要可調(diào)參數(shù)對其動力性、經(jīng)濟性、燃燒過程和排放性的影響,通過構建數(shù)值模型并采用多目標優(yōu)化方法,得到滿足多目標開發(fā)要求的可調(diào)參數(shù)MAP圖,在發(fā)動機標定試驗中為標定工程師提供了一定的參考和指導。主要研究內(nèi)容有:(1)搭建了汽油機性能仿真模型并利用試驗數(shù)據(jù)對該模型進行標定,確保其模型計算符合實際狀態(tài),以用作指導實踐的有效參考依據(jù);诖罱ǖ腉T-POWER模型,分析了空燃比、點火時刻和配氣相位對發(fā)動機扭矩和燃油消耗率的影響。結果表明,空燃比在較高轉速對扭矩影響明顯,且在全轉速內(nèi)對有效燃油消耗率影響較顯著;隨著空燃比的增加...
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 發(fā)動機數(shù)值模擬技術研究現(xiàn)狀
1.2.2 發(fā)動機可調(diào)參數(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.3 優(yōu)化軟件研究現(xiàn)狀
1.3 研究主要內(nèi)容
1.4 本章小結
2 發(fā)動機性能仿真理論及模型搭建
2.1 發(fā)動機整機工作過程數(shù)值模擬理論
2.1.1 進排氣系統(tǒng)一維非定常流動理論
2.1.2 缸內(nèi)熱力學過程理論
2.2 發(fā)動機性能仿真平臺建立與標定
2.2.1 性能仿真模型的建立
2.2.2 性能仿真模型標定
2.3 本章小結
3 可調(diào)參數(shù)對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的影響
3.1 發(fā)動機參數(shù)分類及評價指標
3.2 空燃比對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的影響
3.2.1 空燃比參數(shù)的分析
3.2.2 空燃比隨轉速和負荷的變化規(guī)律
3.2.3 空燃比對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的影響
3.3 點火時刻對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的影響
3.3.1 點火時刻參數(shù)分析
3.3.2 點火時刻隨轉速和負荷的變化規(guī)律
3.3.3 點火時刻對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的影響
3.4 配氣相位對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的影響
3.4.1 配氣相位參數(shù)分析
3.4.2 配氣相位對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的影響
3.5 本章小結
4 可調(diào)參數(shù)對發(fā)動機燃燒過程及排放性的影響
4.1 發(fā)動機缸內(nèi)燃燒模型建立及驗證
4.1.1 缸內(nèi)燃燒模型的建立
4.1.2 缸內(nèi)燃燒模型的驗證
4.2 空燃比對發(fā)動機燃燒過程和排放性能的影響
4.2.1 空燃比對燃燒過程參數(shù)的影響
4.2.2 空燃比對排放性能的影響
4.3 點火時刻對發(fā)動機燃燒過程和排放性能的影響
4.3.1 點火時刻對燃燒過程參數(shù)的影響
4.3.2 點火時刻對排放性能的影響
4.4 本章小結
5 空燃比和點火時刻仿真優(yōu)化
5.1 優(yōu)化概述
5.2 試驗設計
5.2.1 試驗設計變量和響應
5.2.2 試驗設計方法
5.3 近似模型建立
5.4 基于近似模型的多目標優(yōu)化
5.4.1 多目標優(yōu)化方法
5.4.2 優(yōu)化算法基本原理
5.4.3 優(yōu)化模型建立
5.5 優(yōu)化結果分析
5.5.1 空燃比和點火時刻計算結果分析
5.5.2 發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性優(yōu)化結果分析
5.6 本章小結
6 總結與展望
6.1 全文總結
6.2 展望
致謝
參考文獻
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文及取得的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于多目標優(yōu)化的發(fā)動機性能模型標定[J]. 穆建華,夏志豪,盧兆強,梁源飛. 內(nèi)燃機與動力裝置. 2014(05)
[2]某重型汽車動力性與燃油經(jīng)濟性仿真與匹配優(yōu)化[J]. 杜子學,顏溯,劉記君. 汽車技術. 2011(10)
[3]基于燃油經(jīng)濟性的汽車動力傳動系匹配優(yōu)化[J]. 杜子學,劉記君. 汽車工程師. 2011(04)
[4]基于粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡優(yōu)化氫發(fā)動機點火提前角[J]. 王麗君,楊振中,張慶波,葛臨東. 小型內(nèi)燃機與摩托車. 2010(04)
[5]缸內(nèi)直噴汽油機噴霧、混合氣形成和燃燒過程的三維數(shù)值模擬[J]. 白云龍,王志,帥石金,王建昕. 燃燒科學與技術. 2010(02)
[6]配氣相位對天然氣發(fā)動機燃燒和排放的影響[J]. 焦運景,張惠明,楊志勇,張自立,司鵬,程輝. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2009(08)
博士論文
[1]重載汽車動力學性能與多目標優(yōu)化研究[D]. 張景梅.北京交通大學 2018
[2]高速汽油機燃用丁醇汽油的性能及化學反應機理研究[D]. 劉凱敏.湖南大學 2018
[3]白車身前端結構—材料—性能一體化輕量化多目標協(xié)同優(yōu)化設計[D]. 王傳青.吉林大學 2016
[4]活塞式煤油發(fā)動機點火提前角仿真計算與試驗研究[D]. 李冰林.南京航空航天大學 2011
[5]二沖程煤油發(fā)動機性能數(shù)值模擬與噴油控制研究[D]. 陳林林.南京航空航天大學 2009
[6]基于近似模型的汽車輕量化優(yōu)化設計方法[D]. 張勇.湖南大學 2009
碩士論文
[1]配氣相位對阿特金森循環(huán)汽油機經(jīng)濟性影響規(guī)律研究[D]. 徐英健.吉林大學 2018
[2]Atkinson循環(huán)發(fā)動機的改型設計及多目標優(yōu)化[D]. 李燦.湖南大學 2018
[3]基于熱功轉換過程相似性研究的汽油機性能標準數(shù)模開發(fā)[D]. 胡濤.湖南大學 2018
[4]某摩托車用高速汽油機性能優(yōu)化研究[D]. 任翠翠.湖南大學 2018
[5]缸內(nèi)直噴汽油機噴射參數(shù)對燃燒過程的影響[D]. 鄧綺慧.吉林大學 2017
[6]基于FIRE氫內(nèi)燃機點火提前角優(yōu)化[D]. 楊敏敏.華北水利水電大學 2017
[7]摩托車用高速汽油機性能仿真及優(yōu)化研究[D]. 羅亞妮.湖南大學 2017
[8]基于改進遺傳算法的高速汽油機性能優(yōu)化方法研究[D]. 郝蒙蒙.天津大學 2017
[9]配氣機構參數(shù)對汽油機低速扭矩影響的研究[D]. 賈銀.吉林大學 2016
[10]Otto循環(huán)改Atkinson循環(huán)汽油機的設計開發(fā)及實驗研究[D]. 陳小強.湖南大學 2016
本文編號:3679229
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 發(fā)動機數(shù)值模擬技術研究現(xiàn)狀
1.2.2 發(fā)動機可調(diào)參數(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.3 優(yōu)化軟件研究現(xiàn)狀
1.3 研究主要內(nèi)容
1.4 本章小結
2 發(fā)動機性能仿真理論及模型搭建
2.1 發(fā)動機整機工作過程數(shù)值模擬理論
2.1.1 進排氣系統(tǒng)一維非定常流動理論
2.1.2 缸內(nèi)熱力學過程理論
2.2 發(fā)動機性能仿真平臺建立與標定
2.2.1 性能仿真模型的建立
2.2.2 性能仿真模型標定
2.3 本章小結
3 可調(diào)參數(shù)對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的影響
3.1 發(fā)動機參數(shù)分類及評價指標
3.2 空燃比對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的影響
3.2.1 空燃比參數(shù)的分析
3.2.2 空燃比隨轉速和負荷的變化規(guī)律
3.2.3 空燃比對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的影響
3.3 點火時刻對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的影響
3.3.1 點火時刻參數(shù)分析
3.3.2 點火時刻隨轉速和負荷的變化規(guī)律
3.3.3 點火時刻對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的影響
3.4 配氣相位對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的影響
3.4.1 配氣相位參數(shù)分析
3.4.2 配氣相位對發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的影響
3.5 本章小結
4 可調(diào)參數(shù)對發(fā)動機燃燒過程及排放性的影響
4.1 發(fā)動機缸內(nèi)燃燒模型建立及驗證
4.1.1 缸內(nèi)燃燒模型的建立
4.1.2 缸內(nèi)燃燒模型的驗證
4.2 空燃比對發(fā)動機燃燒過程和排放性能的影響
4.2.1 空燃比對燃燒過程參數(shù)的影響
4.2.2 空燃比對排放性能的影響
4.3 點火時刻對發(fā)動機燃燒過程和排放性能的影響
4.3.1 點火時刻對燃燒過程參數(shù)的影響
4.3.2 點火時刻對排放性能的影響
4.4 本章小結
5 空燃比和點火時刻仿真優(yōu)化
5.1 優(yōu)化概述
5.2 試驗設計
5.2.1 試驗設計變量和響應
5.2.2 試驗設計方法
5.3 近似模型建立
5.4 基于近似模型的多目標優(yōu)化
5.4.1 多目標優(yōu)化方法
5.4.2 優(yōu)化算法基本原理
5.4.3 優(yōu)化模型建立
5.5 優(yōu)化結果分析
5.5.1 空燃比和點火時刻計算結果分析
5.5.2 發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性優(yōu)化結果分析
5.6 本章小結
6 總結與展望
6.1 全文總結
6.2 展望
致謝
參考文獻
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文及取得的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于多目標優(yōu)化的發(fā)動機性能模型標定[J]. 穆建華,夏志豪,盧兆強,梁源飛. 內(nèi)燃機與動力裝置. 2014(05)
[2]某重型汽車動力性與燃油經(jīng)濟性仿真與匹配優(yōu)化[J]. 杜子學,顏溯,劉記君. 汽車技術. 2011(10)
[3]基于燃油經(jīng)濟性的汽車動力傳動系匹配優(yōu)化[J]. 杜子學,劉記君. 汽車工程師. 2011(04)
[4]基于粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡優(yōu)化氫發(fā)動機點火提前角[J]. 王麗君,楊振中,張慶波,葛臨東. 小型內(nèi)燃機與摩托車. 2010(04)
[5]缸內(nèi)直噴汽油機噴霧、混合氣形成和燃燒過程的三維數(shù)值模擬[J]. 白云龍,王志,帥石金,王建昕. 燃燒科學與技術. 2010(02)
[6]配氣相位對天然氣發(fā)動機燃燒和排放的影響[J]. 焦運景,張惠明,楊志勇,張自立,司鵬,程輝. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2009(08)
博士論文
[1]重載汽車動力學性能與多目標優(yōu)化研究[D]. 張景梅.北京交通大學 2018
[2]高速汽油機燃用丁醇汽油的性能及化學反應機理研究[D]. 劉凱敏.湖南大學 2018
[3]白車身前端結構—材料—性能一體化輕量化多目標協(xié)同優(yōu)化設計[D]. 王傳青.吉林大學 2016
[4]活塞式煤油發(fā)動機點火提前角仿真計算與試驗研究[D]. 李冰林.南京航空航天大學 2011
[5]二沖程煤油發(fā)動機性能數(shù)值模擬與噴油控制研究[D]. 陳林林.南京航空航天大學 2009
[6]基于近似模型的汽車輕量化優(yōu)化設計方法[D]. 張勇.湖南大學 2009
碩士論文
[1]配氣相位對阿特金森循環(huán)汽油機經(jīng)濟性影響規(guī)律研究[D]. 徐英健.吉林大學 2018
[2]Atkinson循環(huán)發(fā)動機的改型設計及多目標優(yōu)化[D]. 李燦.湖南大學 2018
[3]基于熱功轉換過程相似性研究的汽油機性能標準數(shù)模開發(fā)[D]. 胡濤.湖南大學 2018
[4]某摩托車用高速汽油機性能優(yōu)化研究[D]. 任翠翠.湖南大學 2018
[5]缸內(nèi)直噴汽油機噴射參數(shù)對燃燒過程的影響[D]. 鄧綺慧.吉林大學 2017
[6]基于FIRE氫內(nèi)燃機點火提前角優(yōu)化[D]. 楊敏敏.華北水利水電大學 2017
[7]摩托車用高速汽油機性能仿真及優(yōu)化研究[D]. 羅亞妮.湖南大學 2017
[8]基于改進遺傳算法的高速汽油機性能優(yōu)化方法研究[D]. 郝蒙蒙.天津大學 2017
[9]配氣機構參數(shù)對汽油機低速扭矩影響的研究[D]. 賈銀.吉林大學 2016
[10]Otto循環(huán)改Atkinson循環(huán)汽油機的設計開發(fā)及實驗研究[D]. 陳小強.湖南大學 2016
本文編號:3679229
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