王在良,杨海青,王思奇

(南京航空航天大学 能源与动力学院， 南京 210016)

汽油机排量小、转速高，进、排气管中的非定常流对工作过程有强烈的影响，致使数值计算研究相对比较困难，但汽油机为大批量生产、成本低，容易获得试验样机，因此，长期以来，主要是通过台架试验的方式对其进行研究[1]。近年来，随着计算机辅助工程(CAE)的巨大进步，其预测能力已经发展到相当成熟的阶段，许多设计验证可通过计算机完成。对于燃烧模型的探究，现有的数学模型包括零维、准维和多维燃烧模型[2-3]。零维燃烧模型由于具有参数间关系简单、容易求解等诸多优点而被广泛应用，通常用于计算速度特性、负荷特性等汽油机的各项性能参数。零维燃烧模型计算中较常采用韦伯半经验公式，其主要是通过参考所研究发动机的运行数据，选定Wiebe公式中的一些经验参数后，用Wiebe公式模拟实际发动机的燃烧放热率，最终实现发动机的数值模拟研究。然而，这些经验参数根据机型的不同变化范围较大，经验参数的选取对模型的正确性有至关重要的影响。以往通过经验或多次验证调整的方式选取的方法具有很大的盲目性，且工作量大，计算结果与实测值出入较大。在GT-Power中，基于DOE(design of experiment)试验设计研究方法在发动机性能优化方面是一种有效的研究方法。胡磊等[4]将发动机喷油系统参数作为DOE试验设计变量，通过优化得到最佳喷油参数，使得功率、排放达到设计要求指标。Rahul C Chikurde等[5]利用DOE对排气噪声做了优化研究，详细讨论了排气系统各个结构参数对发动机的影响。……