基于響應(yīng)面法的柴油機分區(qū)燃燒系統(tǒng)多參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化研究.pdf

1、為了在較低成本下，采用較為簡單的技術(shù)，改善柴油機噴霧空間分布，提高缸內(nèi)空氣利用率，加強燃燒室內(nèi)的氣流運動，從而優(yōu)化缸內(nèi)燃燒，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。本文提出了帶雙ω燃燒室的分區(qū)燃燒系統(tǒng)，并基于 ZS1100M型柴油機對該燃燒系統(tǒng)進行了初步性能試驗及模擬計算。在此基礎(chǔ)上利用響應(yīng)面法對燃燒系統(tǒng)展開多參數(shù)、多目標(biāo)的優(yōu)化研究。全文研究工作主要包括：
　?。?）設(shè)計并加工了帶雙ω型燃燒室活塞和具有雙排噴孔的噴油嘴，開展不同幾何形狀雙ω型燃燒室、不同噴

2、孔分布下雙排噴孔對分區(qū)燃燒系統(tǒng)油耗與排放性能影響的試驗研究。在試驗的基礎(chǔ)上，利用AVL FIRE軟件建立可靠的數(shù)值計算模型，完成雙ω燃燒室匹配單排噴孔、雙ω燃燒室匹配雙排噴孔、原機燃燒室匹配單排噴孔下的缸內(nèi)噴霧、混合氣形成和燃燒過程的對比研究。試驗與模擬的結(jié)果都表明雙ω燃燒室的幾何形狀對分區(qū)燃燒系統(tǒng)的油耗與排放性能有較大的影響。當(dāng)噴油壓力較小時，采用雙排噴孔會在高負荷下會出現(xiàn)不同程度的燃燒惡化現(xiàn)象。
　　（2）以燃燒指示功率（kW

3、）、NO比排放（g/kW·h）、碳煙比排放（g/kW·h）為評價指標(biāo)值考查分區(qū)燃燒系統(tǒng)的燃燒與排放性能。在原機噴油壓力情況下，首先利用正交設(shè)計研究采用單排噴孔時，雙ω燃燒室結(jié)構(gòu)、噴油夾角、噴油始點、渦流比4個因子對指標(biāo)值的影響，利用方差與極差分析篩選燃燒室結(jié)構(gòu)、噴油夾角的優(yōu)選方案。然后利用響應(yīng)面法對噴油始點、渦流比進行二次響應(yīng)面研究，優(yōu)選出因子組合。研究發(fā)現(xiàn)噴油夾角在130°有較好燃燒與排放性能。渦流比在1.6附近燃燒指示功率最大。渦流

4、比對碳煙排放的影響比噴油始點要明顯得多。
　?。?）提高噴油壓力，首先在12 ℃A噴油持續(xù)期下，利用正交設(shè)計，研究雙排噴孔匹配雙ω燃燒室時，雙ω燃燒室結(jié)構(gòu)、噴油始點、噴孔結(jié)構(gòu)、上排噴孔夾角、下排噴孔夾角5個因子對指標(biāo)值的影響。利用響應(yīng)面法首先計算出上、下排噴孔夾角的優(yōu)選組合。然后再對噴油持續(xù)期、噴油始點與渦流比建立三因子二次響應(yīng)面函數(shù)，并分別對不同渦流比、不同噴油持續(xù)期下的分區(qū)燃燒系統(tǒng)進行響應(yīng)面對比研究、優(yōu)選因子組合。然后仍在12