基于DOE的柴油機(jī)噴油規(guī)律和EGR耦合優(yōu)化研究.pdf

1、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

2、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

3、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N