[发明专利]一种电控喷油器性能的多目标优化方法有效

专利信息
申请号: 202110646964.3 申请日: 2021-06-10
公开(公告)号: CN113202669B 公开(公告)日: 2022-07-15
发明(设计)人: 范立云;周佳升;顾远琪;陈希;许菁;都坤 申请(专利权)人: 哈尔滨工程大学
主分类号: F02M51/06 分类号: F02M51/06;F02M61/10;F02M63/00;F02M65/00;G06F30/20
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 一种 喷油器 性能 多目标 优化 方法
【说明书】:

发明的目的在于提供一种电控喷油器性能的多目标优化方法,包括以下步骤:建立电控喷油器数值仿真模型;提出响应特性与喷射特性等性能的评价指标;对电控喷油器各部件特性参数进行显著性分析,确定评价指标的设计变量;对设计变量进行DOE实验设计,仿真获取评价指标的响应值;分别构建响应特性与喷射特性的响应面预测模型;以响应特性与喷射特性最优为优化目标,开展设计变量的多参数优化;提出电控喷油器响应特性与喷射特性的筛选函数,获取电控喷油器性能最佳时所对应的的设计变量取值。本发明能够获取电控喷油器性能的显著影响参数,实现响应特性与喷射特性的准确预测,并能在同时提升响应特性与喷射特性基础上对设计变量开展多目标优化。

技术领域

本发明涉及的是一种发动机喷油控制方法,具体地说是发动机喷油器性能优化方法。

背景技术

电控喷油器作为高压共轨燃油喷射系统中最为复杂关键的部件,其响应特性与喷射特性等性能决定着控制腔建泄压速度、喷油定时和喷油量,并且会对高压共轨燃油喷射系统喷油规律的控制精度造成直接影响,从而决定着柴油机工作性能的优劣。并且由于电控喷油器在工作过程中受到电磁、机械、液力等多物理场的耦合作用,电控喷油器各部件特性参数均会对响应特性与喷射特性等性能造成影响。因此,开展提高电控喷油器响应特性与喷射特性等性能的多目标多参数优化具有重要意义。

由于电控喷油器的各部件特性参数数量繁多,并且各特性参数间可能存在耦合作用,因此通过传统的试验研究进行电控喷油器性能优化,需要消耗大量的人力物力,存在研发周期长等缺点。

同时,目前针对电控喷油器结构参数优化主要集中于喷油器流量特性、电磁执行器静动态特性、针阀响应特性等单个元件以及单一特性的优化。这些优化方法虽然能够提升电控喷油器的某一特定特性,但是在提升特定特性的过程中可能会对电控喷油器的其它特性做出牺牲,存在不能全面有效地提高电控喷油器性能等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供能在同时提升响应特性与喷射特性基础上对电控喷油器结构参数开展多目标优化的一种电控喷油器性能的多目标优化方法。

本发明的目的是这样实现的:

本发明一种电控喷油器性能的多目标优化方法,其特征是:

(1)建立电控喷油器数值仿真模型;

(2)提出响应特性与喷射特性等电控喷油器性能的评价指标;

(3)对电控喷油器各部件特性参数进行显著性分析,确定评价指标的设计变量;

(4)对设计变量进行DOE实验设计,仿真获取评价指标的响应值;

(5)分别构建响应特性与喷射特性的响应面预测模型,并进行预测模型的有效性评价;

(6)基于步骤5中的响应面预测模型,以响应特性与喷射特性最优为优化目标,开展设计变量的多参数优化;

(7)提出电控喷油器响应特性与喷射特性的筛选函数,获取电控喷油器性能最佳时所对应的设计变量取值。

本发明还可以包括:

1、步骤(1)中建立电控喷油器数值仿真模型的过程为:基于功率键合图理论,推导电控喷油器的微分运动方程,搭建电控喷油器数值仿真模型。

2、步骤(2)中响应特性与喷射特性等性能的评价指标如下:

响应特性的评价指标为针阀响应TN,针阀响应TN的计算公式如下:

其中,TN为针阀响应,TO为喷油器的高速电磁阀通电到针阀开启至最大升程所需时间,TC为喷油器的高速电磁阀断电到针阀关闭至完全所需时间;

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