[發明專利]一種電控噴油器性能的多目標優化方法

有效

• 申請號: 202110646964.3
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113202669B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 范立云;周佳升;顧遠琪;陳希;許菁;都坤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02M51/06
• 分類號: F02M51/06;F02M61/10;F02M63/00;F02M65/00;G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種電控噴油器性能的多目標優化方法，其特征是：

(1)建立電控噴油器數值仿真模型；

(2)提出響應特性與噴射特性等電控噴油器性能的評價指標；

(3)對電控噴油器各部件特性參數進行顯著性分析，確定評價指標的設計變量；

(4)對設計變量進行DOE實驗設計，仿真獲取評價指標的響應值；

步驟(4)具體為：采用D-最優實驗設計方法對設計變量進行DOE方案設計，將所得到的設計變量DOE設計方案分別代入電控噴油器數值仿真模型中，對針閥響應T_N與噴油效率η進行計算求解；

(5)分別構建響應特性與噴射特性的響應面預測模型，并進行預測模型的有效性評價；

(6)基于步驟5中的響應面預測模型，以響應特性與噴射特性最優為優化目標，開展設計變量的多參數優化；

步驟(6)具體為：以針閥響應T_N最小、噴油效率η最大為優化目標，以設計變量的取值范圍為約束，基于步驟(5)中構建的針閥響應T_N與噴油效率η的預測模型，使用遺傳算法計算得到滿足所有約束條件的Pareto解集；

(7)提出電控噴油器響應特性與噴射特性的篩選函數，獲取電控噴油器性能最佳時所對應的設計變量取值。

2.根據權利要求1所述的一種電控噴油器性能的多目標優化方法，其特征是：步驟(1)中建立電控噴油器數值仿真模型的過程為：基于功率鍵合圖理論，推導電控噴油器的微分運動方程，搭建電控噴油器數值仿真模型。

3.根據權利要求1所述的一種電控噴油器性能的多目標優化方法，其特征是：步驟(2)中響應特性與噴射特性等性能的評價指標如下：

響應特性的評價指標為針閥響應T_N，針閥響應T_N的計算公式如下：

其中，T_N為針閥響應，T_O為噴油器的高速電磁閥通電到針閥開啟至最大升程所需時間，T_C為噴油器的高速電磁閥斷電到針閥關閉至完全所需時間；

噴射特性的評價指標為噴油效率η，噴油效率η的計算公式如下：

其中，η為噴油效率，Q_cycle為單次循環下噴油器噴入氣缸的燃油量，Q_in為單次循環下進入噴油器的燃油量，Q_leak為單次循環下噴油器的燃油泄漏量，Q_back為單次循環下噴油器的回油量。

4.根據權利要求1所述的一種電控噴油器性能的多目標優化方法，其特征是：步驟(3)中進行顯著性分析的各部件特性參數如下：

電磁閥特性參數包括：電磁閥質量、電磁閥殘余氣隙、電磁閥最大升程、電磁閥彈簧預緊力、電磁閥彈簧剛度、電磁閥密封球直徑、電磁閥閥孔直徑；

控制腔特性參數包括：進油節流孔直徑、回油節流孔直徑、控制腔容積；

針閥特性參數包括：針閥組件質量、針閥最大升程、針閥彈簧預緊力、針閥彈簧剛度、盛油槽容積、針閥腔容積、噴孔直徑。

5.根據權利要求4所述的一種電控噴油器性能的多目標優化方法，其特征是：步驟(3)中確定評價指標的設計變量的具體步驟如下：

對各部件特性參數分別計算影響因子，再分別求出各部件特性參數計算影響因子占總值的百分比，從而確定評價指標的設計變量，其中影響因子的計算公式如下：

其中，σ_x為特性參數x的影響因子，T_{N_max}、T_{N_min}、T_med分別為特性參數x取值變化時針閥響應的最大值、最小值與基準值，η_max、η_min、η_med分別為特性參數x取值變化時噴油效率的最大值、最小值與基準值，x_max、x_min、x_med分別為特性參數x取值的最大值、最小值與基準值。