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 |