本文關(guān)鍵詞：基于DOE的柴油機(jī)噴油規(guī)律和EGR耦合優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 柴油機(jī) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 多目標(biāo) 排放 優(yōu)化

【摘要】：隨著柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展,柴油機(jī)所需標(biāo)定的參數(shù)也在持續(xù)不斷的增加,這使得柴油機(jī)標(biāo)定工作量成指數(shù)增長(zhǎng),傳統(tǒng)的標(biāo)定方法已很難滿足這一要求。解決這一難題的技術(shù)手段之一是基于模型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以降低實(shí)驗(yàn)誤差和生產(chǎn)費(fèi)用、減少實(shí)驗(yàn)工作量并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析的一種科學(xué)方法。本文利用發(fā)動(dòng)機(jī)性能仿真軟件GT POWER建立了某柴油機(jī)模型,并驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。選取對(duì)柴油機(jī)性能影響較大的噴油參數(shù),包括噴油定時(shí)、噴孔直徑、噴油壓力以及EGR率為實(shí)驗(yàn)因子,在保證動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上以降低NOx和Soot排放為目標(biāo)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。通過(guò)仿真計(jì)算結(jié)果建立了相應(yīng)的響應(yīng)面(RSM)模型,并對(duì)響應(yīng)面的精度進(jìn)行了評(píng)估、建立各實(shí)驗(yàn)因子的系數(shù)圖,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)因子對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的影響分析。應(yīng)用多目標(biāo)帕累托(Pareto)法進(jìn)行參數(shù)最優(yōu)解集的尋優(yōu),得到了優(yōu)化后的噴油定時(shí)、噴孔直徑、噴油壓力和EGR率。驗(yàn)證表明擬合結(jié)果與模擬結(jié)果基本吻合。最大扭矩工況的EGR率增大到19.63%、噴孔直徑減小到0.13mm、噴油定時(shí)提前到-18.74。CA以及噴油壓力升高到168.71MPa時(shí),柴油機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性無(wú)明顯變化,而排放性能則得到了較大改善,特別是Soot的排放量更是相比原機(jī)減少了86.6%。進(jìn)一步把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法擴(kuò)展到柴油機(jī)多段噴射的研究中。并對(duì)原機(jī)的無(wú)預(yù)噴噴油規(guī)律進(jìn)行了預(yù)噴規(guī)律的耦合研究。最終得到最大功率點(diǎn)優(yōu)化后各段噴油量、噴油時(shí)刻、EGR率以及噴油壓力。仿真實(shí)驗(yàn)表明NOx排量、扭矩和油耗率都略有改善,而Soot的排量與優(yōu)化前相比降低了57.4%。說(shuō)明基于DOE的方法能夠有效解決噴油規(guī)律與EGR耦合的復(fù)雜多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題,對(duì)改善柴油機(jī)設(shè)計(jì)和標(biāo)定工作有積極意義。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 多目標(biāo) 排放 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TK421
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 EGR的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 DOE在發(fā)動(dòng)機(jī)研究中的應(yīng)用狀況13
• 1.2.3 多段噴射的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究方法和內(nèi)容14-16
• 第二章 內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程分析16-24
• 2.1 缸內(nèi)系統(tǒng)計(jì)算過(guò)程16-18
• 2.1.1 氣缸內(nèi)熱力學(xué)計(jì)算16-17
• 2.1.2 缸內(nèi)熱力計(jì)算邊界條件17-18
• 2.1.3 缸內(nèi)傳熱18
• 2.2 進(jìn)排氣管工作過(guò)程模擬18-19
• 2.3 廢氣渦輪增壓器計(jì)算模型19-20
• 2.4 一維非定常流體流動(dòng)基本方程20-21
• 2.5 排放物的生成機(jī)理21-24
• 2.5.1 氮氧化物(Nox)21-22
• 2.5.2 碳煙(Soot)22-24
• 第三章 模型的建立與驗(yàn)證24-34
• 3.1 GT-POWER的概述24-25
• 3.2 柴油機(jī)臺(tái)架25-26
• 3.3 柴油機(jī)物理模型的建立26-31
• 3.3.1 氣缸模型26-27
• 3.3.2 曲柄連桿機(jī)構(gòu)模型27-28
• 3.3.3 燃油噴射模型28-29
• 3.3.4 配氣機(jī)構(gòu)模型29-30
• 3.3.5 EGR系統(tǒng)30-31
• 3.4 模型驗(yàn)證31-34
• 第四章 單體泵噴油規(guī)律和EGR率的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)34-54
• 4.1 實(shí)驗(yàn)因子的選取34-36
• 4.1.1 噴油定時(shí)34
• 4.1.2 噴孔直徑34-35
• 4.1.3 噴油壓力35
• 4.1.4 廢氣再循環(huán)-EGR35-36
• 4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的選擇36-39
• 4.3 響應(yīng)面擬合39-42
• 4.4 實(shí)驗(yàn)因子的影響分析42-49
• 4.5 多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)49-51
• 4.5.1 多目標(biāo)問(wèn)題49
• 4.5.2 Pareto最優(yōu)解集49-51
• 4.6 優(yōu)化結(jié)果及其驗(yàn)證51-53
• 本章小結(jié)53-54
• 第五章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在多段噴射中的研究54-69
• 5.1 模型驗(yàn)證54-56
• 5.2 實(shí)驗(yàn)因子的選取56-58
• 5.3 實(shí)驗(yàn)因子分析58-67
• 5.3.1 響應(yīng)面擬合58-60
• 5.3.2 影響系數(shù)分析60-62
• 5.3.3 影響曲線分析62-67
• 5.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)及結(jié)果67-68
• 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論與展望69-71
• 結(jié)論69-70
• 展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 讀碩士期間發(fā)表的論文75

【相似文獻(xiàn)】

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