基于DoE的农用高压共轨柴油机优化设计

发布时间：2025-02-11 19:33

　　 以某农用高压共轨柴油机为研究对象,将应用试验设计(design of experiment, DoE)与数值仿真相结合,对柴油机的结构参数进行优化仿真。选取柴油机进气系统参数与配气相位作为设计变量,通过试验获得设计目标的响应特性,拟合得到响应面近似模型。应用遗传预测算法进行多参数多目标优化求解,得到柴油机常用工况下的最佳设计参数。研究结果表明:设计参数优化后,柴油机的有效扭矩提高了2.6%,有效比油耗降低了2.5%,排气温度降低了16.7%。

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【部分图文】：

图3 柴油机一维仿真模型

结合离散的进气系统,在GT-Power软件中构建一维柴油机仿真模型,见图3。在转速为1000～2400r/min时,定义8个工况点进行柴油机性能试验和仿真,计算时间步长为100个发动机循环,以串行方式来提交仿真计算,利用Origin绘图软件对仿真与试验结果进行对比分析。柴油机性....

图4 柴油机性能试验与仿真曲线对比

在转速为1000～2400r/min时,定义8个工况点进行柴油机性能试验和仿真,计算时间步长为100个发动机循环,以串行方式来提交仿真计算,利用Origin绘图软件对仿真与试验结果进行对比分析。柴油机性能试验与仿真曲线对比如图4所示。由图4可知,仿真与试验数据之间的误差较小,小....

图5 进气正时与排气正时对有效扭矩的响应面

f(x)=237.8+1.1678φ1-11.987φ2-0.2946d-0.1901l1-0.2464l2-5.2128φ1φ2+0.4175φ1d-0.0565φ1l1+0.2461φ1l2-0.063φ2d+1.0433φ2l1-0.5196φ2l2-....

图6 排气正时遗传预测算法迭代过程

为了获得响应面模型方程的全局最优解,本文中在标准的遗传预测算法中采用浮点数编码进行选择、交叉、变异。定义最大迭代次数为100次,收敛判断条件定义为在25个迭代后响应不再发生变化。初始群体是40个,突变率是10%,交叉概率0.1%,变异概率0.01%。选择方式是最优淘汰制,杂交方式....

本文编号：4033755