刘德辉，石柏军，章雪华

(华南理工大学 机械与汽车工程学院，广州　510641)



基于GT-Power的柴油机进排气系统多目标优化

刘德辉，石柏军，章雪华

(华南理工大学 机械与汽车工程学院，广州510641)

摘要：针对所研究的全柴490柴油机，建立进排气系统的三维模型并进行离散化，确定所需优化的结构参数，包括进气总管长度、谐振腔容积、进气歧管长度和直径以及排气歧管长度和直径。在GT-Power中建立柴油机的数值仿真模型，并通过台架试验把各个稳态工况下的仿真数据与试验数据作对比，验证模型的有效性。以进排气系统的各个结构参数为试验因子，采用试验设计(DOE)方法，得出一系列性能参数作为试验响应，拟合2阶模型响应面，并以扭矩最大、油耗率最少为优化目标，利用遗传算法进行多目标优化。通过把原始参数与取整后的优化参数作对比，发现扭矩最大提升达2.238%，同时油耗有所降低，最多下降2.189%。

关键词：柴油机；进排气系统；GT-Power；数值仿真；DOE优化

由于柴油发动机的工作流程是先吸入新鲜空气，然后在燃烧室内与柴油充分燃烧产生能量，最后再排出高温废气，所以其进排气系统的设计对柴油机的性能有直接影响。随着柴油机产品更新速度的加快和使用要求的提高，传统的设计方法已不能适应现代柴油机的开发需要。应用基于计算机仿真技术的新型设计方法，不仅能快速对设计对象进行评估，而且能大大减少重复性试验的工作量，降低开发成本，缩短开发周期。……