[發明專利]一種單目標對進氣系統特征參數敏感性評價方法

在審

• 申請號: 201810316394.X
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108614925A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 王尚學;陳晉兵;董江峰;牛海杰;張志軍;仲蕾;許文燕;王國瑩;鄧玉林
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

本發明提供一種單目標對進氣系統特征參數敏感性評價方法，包含如下步驟：1)發動機一維性能仿真模型的建立和修正；2)進氣系統參數特征參數的提取和設置；3)特征參數的DOE設計；4)仿真模型的運行設置和迭代計算；5)回歸計算確定關于特征參數的性能目標函數；6)根據目標函數的影響度因子確定特征參數的敏感性。本發明具有的優點和積極效果是：可以快速而合理地確定某單一性能目標對進氣系統特征參數的敏感性，針對敏感性較高的特征參數進行優化，可以更好地指導進氣系統的結構設計，有效提高研制效率，縮短研制周期，節約研制成本。

技術領域

本發明屬于內燃機設計技術領域，尤其是涉及一種單目標對進氣系統特征參數敏感性評價方法。

背景技術

進氣系統是發動機的主要系統，進氣管路結構參數的變化會影響其自身的流動特性，進而影響進氣系統與整機的性能匹配效果。因此，合理的進氣系統特征參數成為發動機總體性能表現的關鍵因素，尤其對于增壓發動機而言，進氣系統結構參數的確定和優化更是設計工作的重點。

增壓發動機進氣系統所包含的結構參數較多，使得進氣系統的結構設計工作變得十分繁雜。然而，進氣系統各個特征參數對整機性能的影響程度不盡相同。有些參數的改變幾乎不會影響總體性能，在設計中完全可以忽略，而有些參數卻會極大地影響整機性能，應該作為進氣系統結構設計的關鍵參數。

為此，提出了一種單目標對進氣系統特征參數敏感性評價方法，通過該方法可以確定影響整機性能的關鍵參數，通過對關鍵參數的調整即可實現總體性能優化的目的，進而縮短設計周期，提高設計效率，降低設計成本，更好地指導進氣系統的結構設計。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種單目標對進氣系統特征參數敏感性評價方法，能夠在發動機進氣系統的設計階段對特征參數的敏感性做出評價，可以更好地指導進氣系統的結構設計及與整機的性能匹配。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種單目標對進氣系統特征參數敏感性評價方法，包含如下步驟：

1)發動機一維性能仿真模型的建立和修正；

2)進氣系統特征參數的提取和設置；

3)特征參數的DOE設計；

4)仿真模型的運行設置和迭代計算；

5)通過回歸計算確定關于特征參數的性能目標函數；

6)根據性能目標函數的影響度因子確定特征參數的敏感性。

步驟1)中所述的發動機一維性能仿真模型的建立和修正為建立發動機各個組成部分的模型，包括環境模型、增壓器模型、中冷器模型、進氣系統模型、排氣系統模型、氣缸模型、噴油器模型、曲軸箱模型、燃燒模型、傳熱模型、摩擦模型等，之后再根據試驗數據對仿真模型進行修正，包括對功率、扭矩、有效燃油消耗率、空氣流量、缸內壓力的計算值與試驗值的校核，二者偏差控制在5％以內。

步驟2)中所述的進氣系統參數特征參數的提取和設置，提取的特征參數包括進氣節流閥開度、壓氣機與中冷器連接管的直徑、壓氣機與中冷器連接管的長度、中冷器與穩壓腔連接管的直徑、中冷器與穩壓腔連接管的長度、穩壓腔的當量直徑、進氣歧管的直徑共7個特征參數，之后對每個參數設置基準值X₀、最小值Min(X_i)、最大值Max(X_i)和步長Δ。

步驟3)中所述的特征參數的DOE設計，采用Latin Hypercube方法對特征參數進行試驗設計，得到不同特征參數組合的數據。

步驟4)中所述的模型的運行設置包括對仿真時間的控制、求解格式、壁溫、摩擦流動求解控制、收斂控制和輸出參數的控制，之后對模型進行運行計算。