[發明專利]用于優化內燃機噴嘴的方法

有效

• 申請號: 200710153670.7
• 申請日: 2007-09-14
• 公開（公告）號: CN101144449A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: H·格羅塞－洛謝;H·哈伯蘭德;H·亞爾辛
• 申請（專利權）人: 曼柴油機歐洲股份公司
• 主分類號: F02M61/16
• 分類號: F02M61/16;G06F17/50;G06F19/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曹若

1.用于優化內燃機噴嘴的方法，該噴嘴包括噴嘴體(1)和可以在噴嘴體(1)的孔(2)中克服關閉力進行軸向移動的噴嘴針(3)，其中，噴嘴針(3)在其燃燒室側的端面上具有閥門密封表面(4)，為了控制到引入內燃機燃燒室中的至少一個噴口(5)的通流橫截面，噴嘴針以閥門密封表面與噴嘴體(1)的閥座表面(6)共同作用，其特征在于，對于噴嘴的幾何造型來說，在使用任意選擇獨立參數的情況下，使用粒子群優化(PSO)形式的數學方法并且在設計噴嘴的結構時引用作為優化計算的標準。

2.按權利要求1所述的方法，其特征在于，所述PSO包括以下步驟：

-為幾何造型、例如所需要的噴嘴流量和噴嘴的壓力級確定預先給定的邊界條件(噴嘴類型和參量)，

-以目標函數f(x)的目標參量的形式根據獨立參數的任意數量檢測技術要求(有待優化的參量)，例如噴嘴體的孔(盲孔)中的最大壓力、盲孔的體積或者最小噴嘴針座角度，

-從目標參量的定義中導出技術要求的獨立參數(自由度)，例如噴嘴針座角度、下面的噴嘴針座直徑、噴嘴頂角、噴射角或者噴嘴針沖程，

-以預先給定的值域的形式確定參數邊界，

-將技術要求的目標參量在質量函數中進行數學加權。

3.按權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述有待優化的噴嘴是孔式噴嘴，該孔式噴嘴具有可以克服關閉力進行軸向移動地在噴嘴體(1)的盲孔(2)中引導的噴嘴針(3)，該噴嘴針在其燃燒室側的端部上具有圓錐形的閥門密封表面(4)，噴嘴針以該閥門密封表面與在盲孔(2)的向內鄰接的封閉的端部上的圓錐形的閥座表面(6)共同作用，并且該孔式噴嘴還具有將盲孔(2)朝燃燒室封閉的噴嘴頂(7)，由該噴嘴頂將多個噴口(5)引出到內燃機的燃燒室中。

4.按權利要求3所述的方法，其特征在于，

作為預先給定的邊界條件這樣說明，該條件描述并且可以自由地預先給定噴嘴類型、其參量以及其它與應用相關的約束，

作為技術要求包括這些參量中的至少一個、多個或者全部：a)盲孔中的最大壓力(由此獲得最佳的混合氣形成)，b)最小盲孔體積(由此獲得炭黑排放和碳氫化合物排放以及消耗的減少)，c)噴嘴孔(5)之間的最小環岸寬度(由于所需要的強度)，d)最小噴嘴針座角度(由于噴嘴針座的磨損)以及e)噴口(5)在盲孔(2)中盡可能深的位置(由于流體動力學要求)，

作為獨立參數設置下列參量中的至少一個、多個或者全部：a)噴嘴針(3)座角度(σ)，b)噴嘴針頂角(α)，c)針沖程(h)，d)噴嘴孔直徑(DL)，e)盲孔直徑(DE)，f)下面的針座直徑(DA)，g)盲孔角度(ε)，h)噴射角(K)，i)噴口的噴射點(hSP)，k)盲孔高度(hS)，l)噴嘴孔數目(n)以及m)噴嘴孔直徑(DL)，

確定的參數邊界包括值域或者離散的值，以及

所有技術要求(參見上面)標準化地納入質量函數中并且必須包括下面條件中的至少一個：a)不得低于噴嘴針尖和盲孔(2)的孔底之間的最小距離，b)不得低于噴嘴針座的最小寬度，c)不得低于噴嘴孔(5)之間的最小環岸寬度，d)盲孔入口處的通流橫截面在最大噴嘴針沖程時必須大于下面的噴嘴針座棱邊處的通流橫截面，e)半座角度(σ/2)與盲孔角度(ε)的差不得低于有待確定的值，f)盲孔角度(ε)必須小于半噴嘴針頂角(α/2)，g)在盲孔內的噴嘴孔上棱邊到盲孔入口棱邊的距離不得低于有待確定的值，h)噴嘴針頂角(α)必須大于或者等于座角度(σ)以及i)針座直徑(DA)必須大于或者等于盲孔直徑(DE)。