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基于遗传算法的柴油机工作过程模拟及性能优化
| 论文题名： | 基于遗传算法的柴油机工作过程模拟及性能优化 |
| 关键词： | 柴油机;工作过程;遗传算法;多目标优化;仿真模型 |
| 摘要： | 目前，节能和减排成为世界各大汽车厂家的主要发展目标。研究开发高效、低油耗、低污染和低噪声的发动机，提高发动机的节能减排水平，成为各国汽车工业的极为迫切的任务。随着计算机技术的发展，计算机仿真技术越来越多的被用作发动机研究和开发。本文分析现有的发动机仿真研究，提出了利用遗传算法进行柴油机的多目标优化分析的新思路。本文的主要工作内容有: ①用一维发动机模拟计算软件AVL BOOST建立了柴油机整个工作过程的仿真计算模型。利用建立的仿真模型，在节气门全开时，模拟计算柴油机的速度特性，并对比分析模拟计算结果和台架试验结果。结果表明，模拟计算结果与试验结果误差值均不超过5％，两者基本吻合，仿真模型能准确的反应柴油机的工作特性，验证了仿真模型的准确性和可靠性。 ②利用已建的仿真模型，研究进气提前角、进气迟闭角、排气提前角、排气迟闭角、压缩比、喷油提前角、进气管长度、进气管直径、排气管长度和排气管直径对柴油机性能的影响。在其他参数不变的情况下，选取三种典型工况，分别为3500r/min（标定转速）、2000r/min（最大转矩转速）和1000r/min（低转速），分别改变某一参数值，进行模拟计算，分析各参数对发动机性能的影响规律，并提出各参数相应的最优范围和优化方向。 ③在此基础上，学习遗传算法和多目标遗传算法的理论知识，以柴油机的动力性、燃油经济性和排放性能为优化目标，以以上各参数为优化设计变量，针对不同工况，利用多目标遗传算法进行优化分析。不同工况下最优方案得到的优化结果，与优化前的仿真计算结果进行对比分析，综合考虑各种工况得到一个最优的优化方案。根据得到的最优的优化方案，在柴油机的台架试验台上，改变相关参数，进行实际运行分析。将优化后得到的试验结果与优化前的试验结果进行对比分析，结果表明柴油机的动力性和排放性能得到明显提高，燃油经济性也有所改善。 |
| 作者： | 纪雷 |
| 专业： | 机械工程;车辆工程 |
| 导师： | 李军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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