CN103729508B - 一种喷油器选型方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种喷油器选型方法及装置,方法包括:从待选喷油器中选择一支作为对标喷油器,通过工况点试验确定对标喷油器的电控参数边界,记录每个工况点对应的试验结果;基于流体动力学原理建立对标喷油器的仿真模型,仿真模型用于反映喷油器参数、电控参数与发动机性能的对应关系;将电控参数边界作为输入,通过仿真模型预测每个工况点对应的仿真结果;根据试验结果和仿真结果之间的偏差修正仿真模型,直至偏差低于预设值;从电控参数边界内划分多个参数组,并将每支待选喷油器具有的喷油器参数作为输入,通过修正后的仿真模型预测各参数组所对应的仿真结果;比对每支待选喷油器的仿真结果确定出最优喷油器。如此就可实现喷油器的快速准确选型。

Description

一种喷油器选型方法及装置
技术领域
本发明涉及一种喷油器选型方法及装置。
背景技术
喷油器作为柴油机供油系统的重要部件,对柴油机的性能及排放起着决定性作用。
目前,喷油器选型大多依靠人工进行,通过逐个检测喷油器的方式从众多喷油器中选择出适合发动机的最佳喷油器,如此就使得现有的喷油器选型过程复杂,耗时长,且通过人工选型还存在选型结果受人为经验影响大的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种喷油器选型方法及装置,通过仿真方式实现喷油器的快速准确选型。
为此,本发明实施例提供如下技术方案:
一种喷油器选型方法,所述方法包括:
从待选喷油器中选择一支作为对标喷油器,通过工况点试验确定所述对标喷油器的电控参数边界,并记录每个工况点对应的试验结果,所述电控参数包括EGR阀门开度、主喷提前角和轨压,所述试验结果包括氮氧化物值和烟度;
基于流体动力学原理建立所述对标喷油器的仿真模型,所述仿真模型用于反映喷油器参数、电控参数与发动机性能的对应关系;
将所述电控参数边界作为输入,通过所述仿真模型预测每个工况点对应的仿真结果,所述仿真结果至少包括氮氧化物值、烟度;
根据电控参数对应的试验结果和仿真结果之间的偏差修正所述仿真模型,直至所述偏差低于预设值;
从所述电控参数边界内划分多个参数组,并将每支待选喷油器具有的喷油器参数作为输入,通过修正后的仿真模型预测各参数组所对应的每支待选喷油器的仿真结果;
比对每支待选喷油器的仿真结果,从中确定出最优喷油器。
优选的,所述基于流体动力学原理建立所述对标喷油器的仿真模型,包括:
采集发动机特定部位的特征参数,并利用所述特征参数建立带喷孔的燃烧室的三维模型,所述特定部位的特征参数包括:汽缸盖的尺寸、汽缸套的尺寸、活塞头部的尺寸、喷油器头部的尺寸、喷油器头部伸入到气缸内的深度;
从所述三维模型中提取流体区域模型,对所述流体区域模型进行网格划分和计算处理,获得所述仿真模型。
优选的,所述方法还包括:
在建立所述三维模型之前,
对所述特征参数进行参数化处理,修改或剔除预设特征参数。
优选的,所述根据电控参数对应的试验结果和仿真结果之间的偏差修正所述仿真模型,包括:
判断所述偏差是否低于所述预设值,如果否,则调整破裂时间修正系数,并重新进行计算处理,获得修正后的仿真模型;
通过修正后的仿真模型预测每个工况点对应的仿真结果,并计算该仿真结果与所述试验结果之间的偏差,继续执行判断所述偏差是否低于所述预设值的步骤,直至所述偏差低于所述预设值为止。
一种喷油器选型装置,所述装置包括:
试验结果获取单元,用于从待选喷油器中选择一支作为对标喷油器,通过工况点试验确定所述对标喷油器的电控参数边界,并记录每个工况点对应的试验结果,所述电控参数包括EGR阀门开度、主喷提前角和轨压,所述试验结果包括氮氧化物值和烟度;
模型建立单元,用于基于流体动力学原理建立所述对标喷油器的仿真模型,所述仿真模型用于反映喷油器参数、电控参数与发动机性能的对应关系;
预测单元,用于将所述电控参数边界作为输入,通过所述仿真模型预测每个工况点对应的仿真结果,所述仿真结果至少包括氮氧化物值、烟度;
修正单元,用于根据电控参数对应的试验结果和仿真结果之间的偏差修正所述仿真模型,直至所述偏差低于预设值;
分组单元,用于从所述电控参数边界内划分多个参数组,并将每支待选喷油器具有的喷油器参数作为输入,通过修正后的仿真模型预测各参数组所对应的每支待选喷油器的仿真结果;
比对单元,用于比对每支待选喷油器的仿真结果,从中确定出最优喷油器。
优选的,所述模型建立单元包括:
采集单元,用于采集发动机特定部位的特征参数,所述特定部位的特征参数包括:汽缸盖的尺寸、汽缸套的尺寸、活塞头部的尺寸、喷油器头部的尺寸、喷油器头部伸入到气缸内的深度;
三维模型建立单元,用于利用所述采集单元采集的特征参数建立带喷孔的燃烧室的三维模型;
模型建立子单元,用于从所述三维模型中提取流体区域模型,对所述流体区域模型进行网格划分和计算处理,获得所述仿真模型。
优选的,所述模型建立单元还包括:
处理单元,用于在所述三维模型建立单元建立三维模型之前,对所述特征参数进行参数化处理,修改或剔除预设特征参数。
优选的,所述修正单元,具体用于判断所述试验结果和仿真结果之间的偏差是否低于所述预设值,如果否,则调整破裂时间修正系数,并通知所述模型建立单元重新进行计算处理,获得修正后的仿真模型;
所述预测单元,还用于通过修正后的仿真模型预测每个工况点对应的仿真结果,并通知所述修正单元计算该仿真结果与所述试验结果之间的偏差,继续判断所述偏差是否低于所述预设值,直至所述偏差低于所述预设值为止。
本发明实施例喷油器选型方法及装置,基于流体动力学原理建立喷油器的仿真模型,并通过真实试验结果与预测仿真结果相比较的方式进行模型修正,保证仿真模型的准确性,如此就可实现喷油器的快速准确选型。与现有依靠人工逐个检测的选型方式相比,本发明方案节省了大量的时间、人力及物力,且选型结果更为准确客观。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明喷油器选型方法的流程图;
图2是本发明中本发明建模实施例2的流程图;
图3是本发明中三维模型的示意图;
图4是本发明中网格处理的示意图;
图5是本发明中本发明建模实施例2的流程图;
图6是本发明喷油器选型装置的示意图;
图7是本发明中模型建立单元实施例1的示意图;
图8是本发明中模型建立单元实施例2的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
参见图1,示出了本发明喷油器选型方法的流程图,可包括:
步骤101,从待选喷油器中选择一支作为对标喷油器,通过工况点试验确定所述对标喷油器的电控参数边界,并记录每个工况点对应的试验结果,所述电控参数包括EGR阀门开度、主喷提前角和轨压,所述试验结果包括氮氧化物值和烟度。
喷油器是整个燃油供给系统的终端部件,其作用是根据柴油机混合气形成的特点,将喷油泵供给的高压燃油雾化成细微的油滴,按一定要求喷入燃烧室。因此,喷油器的结构以及参数对于喷油过程、雾化质量、油束与燃烧室的配合,乃至整个混合气的形成与燃烧都有着重要的影响。
考虑到目前市场上针对同一款发动机可能存在不止一种型号的喷油器,为了快速准确的从中选择出性能最优的喷油器,本发明提供了一种基于建模仿真的选型方案。
为了保证模型的准确性,建模过程需要利用真实的试验数据验证并修正,为此,本发明可先从多支待选喷油器中任选一支作为对标喷油器,对该对标喷油器进行试验设计,获得真实试验数据,利用该试验数据验证修正模型。本步骤即是根据试验设计获得真实试验数据的过程。
如待选喷油器有A、B、C、D、E、F、G、H共计8支,则可选择喷油器A作为对标喷油器,并按以下方式记录试验数据:
(1)首先,在开发机型上对喷油器A进行ESC工况点试验,确定喷油器A的DOE边界(即本发明中的电控参数边界,可包括EGR阀门开度、主喷提前角、轨压三个电控参数,确定DOE边界的过程可以理解为确定上述三个参数的可用范围的过程),具体地,DOE边界可体现为EGR阀门开度的上下边界、主喷提前角的上下边界、轨压的上下边界。
确定DOE边界的过程可体现为:首先,确定发动机排放(主要指氮氧化物NOx)、性能(主要指烟度FSN或者PM值)的优劣,具体可参见标准规定,以欧四法规为例,要求NOx低于3.5g/kw.h,FSN或PM低于0.02g/kw.h。其次,在DOE经验值的基础上依次调整EGR阀门开度、主喷提前角、轨压,使发动机排放和性能达到最优或劣,并将对应的DOE值确定为DOE上下边界。
需要说明的是,根据以往经验,各支喷油器的DOE边界相差不大,故可将本步骤确定的对标喷油器A的DOE边界作为其它7支喷油器的DOE边界使用(具体主要是在后续DOE分组时使用,此处暂不解释说明)。
(2)因为ESC具有13个工况点(每个工况点对应一个转速和扭矩,如工况点1对应转速700r/min、扭矩200N.m),上述步骤中需要确定出每个工况点下喷油器A的DOE边界,然后从各个确定好的DOE边界内选取一些采样点(一个采样点对应一个EGR阀门开度、主喷提前角、轨压参数组合),导入台架进行试验数据采集,获得每个工况点下的排放和性能试验结果。
步骤102,基于流体动力学原理建立所述对标喷油器的仿真模型,所述仿真模型用于反映喷油器参数、电控参数与发动机性能的对应关系。
本发明的仿真模型主要是基于流体动力学原理所建立,下面对建模过程进行解释说明。
参见图2,示出了本发明建模实施例1的流程图,可包括:
步骤201,采集发动机特定部位的特征参数,所述特定部位的特征参数包括:汽缸盖的尺寸、汽缸套的尺寸、活塞头部的尺寸、喷油器头部的尺寸、喷油器头部伸入到气缸内的深度。
步骤202,利用所述特征参数建立带喷孔的燃烧室的三维模型。
直接建立流体区域模型较为困难,因此本发明优选先建立带喷油器的燃烧室的三维模型,然后再从中提取流体区域模型。具体地,需要提取反映燃烧室特征的特征参数,主要包括汽缸盖的尺寸、汽缸套的尺寸、活塞头部的尺寸、喷油器头部的尺寸、喷油器头部伸入到气缸内的深度,然后运用三维软件(如CAR技术),建立带有喷油器的燃烧室的三维模型,具体可参见图3所示示意图。
步骤203,从所述三维模型中提取流体区域模型,对所述流体区域模型进行网格划分和计算处理,获得所述仿真模型。
基于流体动力学以及有限体积法原理,对燃烧室内部的流体运动区域进行网格划分,并进行网格处理,得到仿真模型,具体可参见图4所示示意图,建模过程可体现为:
按照一定数量、一定体积划分流体区域,得到若干小体积,对每个小体积进行计算,其中,
(1)初始输入参数主要涉及喷油器参数和DOE电控参数两类,其中,喷油器参数可包括缸体温度、进气压力、进气温度、喷雾锥角、加电时间、喷空直径、涡流比、发动机转速等,DOE电控参数包括主喷提前角、轨压、EGR开度。
(2)计算过程中涉及动量守恒方程、能量守恒方程、质量守恒方程、化学成分守恒方程等方程,每个方程可视为一个参数项,每个参数项都具有对应的系数,具体可体现为:
(a)组分连续方程(即组分质量守恒方程)
∂ ρ m ∂ t + ▿ · ( ρ m u → ) = ▿ [ ρD ▿ ( ρ m ρ ) ] + ρ · m c + ρ · s δ m 1 - - - ( 1 )
其中,ρm为组分m的密度,ρ为总密度,为流体速度,D为扩散系数,为化学反应产生的源项,为喷雾产生的源项,δm1为克罗内克符号(Kronecker Delta,m=1,δm1=1;m≠1,δm1=0)。
将式(1)中的所有组分求和可以得到总的连续方程:
∂ ρ ∂ t + ▿ · ( ρ u → ) = ρ · c - - - ( 2 )
(b)动量守恒方程
∂ ( ρ u → ) ∂ t + ▿ · ( ρ u → u → ) = - 1 α 2 ▿ p - A 0 ▿ ( 2 3 ρk ) + ▿ · σ + F → s + ρ g → - - - ( 3 )
其中,α用于压力梯度尺度(PGS,Pressure Gradient Scaling)方法的无量纲数,可提高低马赫数流的计算效率(此时压力场近似均匀),当选用PGS方法时,α随时间而变化,不用PGS方法时,α恒等于1;p为流体压力;k为湍流动能;为喷雾产生的单位体积动量增加量;σ为粘性应力张量;为比体积力;A0为与湍流有关的常数,层流计算时取0,湍流计算时取1。
(c)能量守恒方程
∂ ( ρI ) ∂ t + ▿ · ( ρ u → I ) = - p ▿ · u → + ( 1 + A 0 ) σ : ▿ u → - ▿ · J → + A 0 ρϵ + Q · c + Q · c - - - ( 4 )
其中,I为除去化学能的比内能,ε为湍流动能的耗散速率,为燃烧产生的能量源项,为喷雾产生的能力源项,为耗散能。
(d)化学成分守恒方程
化学反应方程式表示为:
Σ m a mr χ m ⇔ Σ m b mr χ m - - - ( 5 )
其中,χm为1摩尔组分m,amr、bmr为化学反应计量系数。
对于化学动力学反应r,反应速率可表示为:
ω · r = k fr Π m ( ρ m W m ) a mr ′ - k br Π m ( ρ m W m ) b mr ′ - - - ( 6 )
其中,kfr为正向反应速率常数,kbr为逆向反应速率常数,a′mr、b′mr为反应级数。
化学反应速率与温度T的关系,可以用Arrhenius公式表示:
k = A T b exp [ - E a RT ] - - - ( 7 )
其中,A为指向因子,b为温度指数,Ea为活化能,R为气体常数。
油滴破碎模型:
油滴破碎后的稳定半径为:rstable=B0Λ
其中,rstable为破碎后油滴的半径,Λ为成长最快或最不稳定的表面波波长,B0为模型常数,取0.61。
油滴半径随时间的变化率为:
其中,为模型的破裂时间,C2为破裂时间的修正系数。
(3)输出结果主要包括以下用于反应发动机性能的参数:速度、温度、压力、湍动能、湍流耗散率、排放、烟度等。
在计算获得每个小体积的输出结果之后,可通过各个小体积之间相连的节点进行结果传输,计算出平均速度、平均温度、平均压力、平均湍动能、平均湍流耗散率、平均排放、平均烟度(以下称为第一次计算结果),然后将第一次计算结果作为基准参数,即作为输入重新按照上述过程对每个小体积进行计算,并将得到的结果与第一次计算结果相比较,判断误差是否低于预定值(作为一种优选方案,预定值可体现为10-6),如果低于预定值,则将本次计算结果作为最终计算结果使用,否则将本次计算结果作为输入继续重新对每个小体积进行计算比较,直至误差低于预定值为止。需要说明的是,误差可体现为连续性、残差波动性、uvw三个方向的耗散率,用于反映计算结果的准确性。
在获得误差低于预设值的计算结果后,即找到了喷油器参数、电控参数作为输入,发动机性能作为输出的仿真模型。
参见图5,示出了本发明建模实施例2的流程图,可包括:
步骤301,采集发动机特定部位的特征参数,所述特定部位的特征参数包括:汽缸盖的尺寸、汽缸套的尺寸、活塞头部的尺寸、喷油器头部的尺寸、喷油器头部伸入到气缸内的深度。
步骤301与步骤201相同,此处不再赘述。
步骤302,对所述特征参数进行参数化处理,修改或剔除预设特征参数。
为了方便后续网格划分以及网格处理,简化计算过程,本发明在建模之前,先对步骤301采集的特征参数进行参数化处理,修改或剔除不利于后续计算处理的部分参数(这种参数即为本发明中的预设特征参数,具体将哪些特征参数确定为预设特征参数可以由实际计算情况而定,本发明不做具体限定),具体可体现为:
修改部分加工标准,如加工标准为60±0.5,可修改为60;或者,
剔除活塞头两边的间隙、气门形状(位于汽缸盖上)等参数。
需要说明的是,为了保证后续提取流体区域的准确性,保证流体区域的体积不变,在剔除气门形状之后,还可补充一个容积,该容积与气门体积相同,但是形状较气门规则,便于后续计算。
步骤303,利用所述特征参数建立带喷孔的燃烧室的三维模型。
步骤304,从所述三维模型中提取流体区域模型,对所述流体区域模型进行网格划分和计算处理,获得所述仿真模型。
步骤303~304与步骤202~203相同,此处不再赘述。
步骤103,将所述电控参数边界作为输入,通过所述仿真模型预测每个工况点对应的仿真结果,所述仿真结果至少包括氮氧化物值、烟度。
步骤104,根据电控参数对应的试验结果和仿真结果之间的偏差修正所述仿真模型,直至所述偏差低于预设值。
在步骤102建立好仿真模型后,即可开始模型验证过程,主要包括以下步骤:
(1)预测仿真结果
将步骤101中确定的DOE边界作为仿真模型的DOE边界条件,从中确定出一些采样点(至少要包括真实试验过程中选取的采样点),将对标喷油器的参数、采样点对应的电控参数作为输入,模型输出即是输入条件所对应的仿真结果。
(2)模型修正
获得仿真结果后,即可与相同条件(因为当前针对的都是对标喷油器,因此此处的相同条件可理解为相同电控参数条件下)下的试验结果相比较,如果仿真结果与试验结果的误差小于预设值(作为一种优选方案,预设值可体现为5%),如果小于预设值,则说明建立的仿真模型的准确度很高,各方程对应的系数均可用,不需做任何调整;如果不小于预设值,则说明建立的仿真模型的准确度不高,需要调整方程对应的系数,重新建模以保证模型的准确性。
一般情况下,在误差不小于预设值需要修正模型时,可尝试调整各个方程对应的系数,也可只调整一些对仿真结果影响较大的参数对应的系数,如调整破裂时间修正系数(由仿真分析可知,发动机的爆发压力会随着破裂时间修正系数的增大而增大,并在达到某一极值后,随着破裂时间修正系数的增大而减小,因此,如果爆发压力较低,可按照上述曲线规律逐渐增大破裂时间修正系数直至误差小于预设值为止),然后重新按照步骤102处所介绍的方式重新进行计算处理,建立新的仿真模型。然后利用新的仿真模型预测仿真结果,并继续与试验结果相比较,判断二者的误差是否低于预设值,如果低于,则说明修正后的仿真模型准确度很高;否则继续修正模型,直至仿真模型预测的仿真结果与试验结果间的误差低于预设值为止。
需要说明的是,如上文所作介绍,真实的试验结果是为了检验仿真模型准确性,故本发明中建立对标喷油器仿真模型并利用仿真模型预测仿真结果的步骤(即步骤102、103)、获取真实试验结果的步骤(即步骤101)可以交换执行顺序,即,可先建立仿真模型并预测仿真结果,然后再获取真实的试验数据,也就是说,只要在验证模型正确性(即步骤104)之前获取到真实试验结果即可。
步骤105,从所述电控参数边界内划分多个参数组,并将每支待选喷油器具有的喷油器参数作为输入,通过修正后的仿真模型预测各参数组所对应的每支待选喷油器的仿真结果。
步骤106,比对每支待选喷油器的仿真结果,从中确定出最优喷油器。
建立仿真模型并利用试验结果验证准确性后,即可使用该模型预测各支待选喷油器的性能,并根据预测结果从中选择出最有喷油器,具体过程为:
首先,对DOE边界分组,即从DOE边界内划分出多个参数组(每个参数组对应一个EGR阀门开度、主喷提前角、轨压),具体可每隔预定间隔选取一个参数组,或者还可随机从DOE边界内划分参数组,本发明对此可不作具体限定。
然后,为每个参数组设定一个编号,以便后续将参数组与预设仿真结果相对应,并进行各支待选喷油器间的纵向比较。
接着,以各支待选喷油器的参数、各参数组作为输入,通过仿真模型预测获得仿真结果。具体地,可以先确定一支待选喷油器,即喷油器参数不变,改变参数组,利用仿真模型预测该支喷油器在每个参数组下的仿真结果。或者,还可以先确定一个参数组,即电控参数不变,改变喷油器参数,利用仿真模型预测该参数组下每支喷油器对应的仿真结果。
最后,利用数学逻辑算法自动对比分析预测的仿真结果,从中选取出一支最优喷油器。
下面以比对NOx值为例对本发明选取最优喷油器的方式进行解释说明:本发明不再单独比对单个工况点对应的NOx值,而是利用各工况点的对应权重计算加权和,将得到的加权和作为该支喷油器的最终结果值使用,通过比对各支待选喷油器最终结果大小的方式从中确定出最优喷油器。如此,就可避免单点比对的片面性,使比对结果更为准确和客观。
对应地,本发明还提供一种喷油器选型装置,具体可参见图6所示示意图,可包括:
试验结果获取单元401,用于从待选喷油器中选择一支作为对标喷油器,通过工况点试验确定所述对标喷油器的电控参数边界,并记录每个工况点对应的试验结果,所述电控参数包括EGR阀门开度、主喷提前角和轨压,所述试验结果包括氮氧化物值和烟度;
模型建立单元402,用于基于流体动力学原理建立所述对标喷油器的仿真模型,所述仿真模型用于反映喷油器参数、电控参数与发动机性能的对应关系;
预测单元403,用于将所述电控参数边界作为输入,通过所述仿真模型预测每个工况点对应的仿真结果,所述仿真结果至少包括氮氧化物值、烟度;
修正单元404,用于根据电控参数对应的试验结果和仿真结果之间的偏差修正所述仿真模型,直至所述偏差低于预设值;
分组单元405,用于从所述电控参数边界内划分多个参数组,并将每支待选喷油器具有的喷油器参数作为输入,通过修正后的仿真模型预测各参数组所对应的每支待选喷油器的仿真结果;
比对单元406,用于比对每支待选喷油器的仿真结果,从中确定出最优喷油器。
其中,所述修正单元,具体用于判断所述试验结果和仿真结果之间的偏差是否低于所述预设值,如果否,则调整破裂时间修正系数,并通知所述模型建立单元重新进行计算处理,获得修正后的仿真模型;
所述预测单元,还用于通过修正后的仿真模型预测每个工况点对应的仿真结果,并通知所述修正单元计算该仿真结果与所述试验结果之间的偏差,继续判断所述偏差是否低于所述预设值,直至所述偏差低于所述预设值为止。
参见图7,示出了模型建立单元实施例1的示意图,可包括:
采集单元501,用于采集发动机特定部位的特征参数,所述特定部位的特征参数包括:汽缸盖的尺寸、汽缸套的尺寸、活塞头部的尺寸、喷油器头部的尺寸、喷油器头部伸入到气缸内的深度;
三维模型建立单元502,用于利用所述采集单元采集的特征参数建立带喷孔的燃烧室的三维模型;
模型建立子单元503,用于从所述三维模型中提取流体区域模型,对所述流体区域模型进行网格划分和计算处理,获得所述仿真模型。
参见图8,示出了模型建立单元实施例2的示意图,可包括:
采集单元601,用于采集发动机特定部位的特征参数,所述特定部位的特征参数包括:汽缸盖的尺寸、汽缸套的尺寸、活塞头部的尺寸、喷油器头部的尺寸、喷油器头部伸入到气缸内的深度;
处理单元602,用于对所述特征参数进行参数化处理,修改或剔除预设特征参数;
三维模型建立单元603,用于利用所述采集单元采集的特征参数建立带喷孔的燃烧室的三维模型;
模型建立子单元604,用于从所述三维模型中提取流体区域模型,对所述流体区域模型进行网格划分和计算处理,获得所述仿真模型。
以上对本发明实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种喷油器选型方法,其特征在于,所述方法包括:
从待选喷油器中选择一支作为对标喷油器,通过工况点试验确定所述对标喷油器的电控参数边界,并记录每个工况点对应的试验结果,所述电控参数包括EGR阀门开度、主喷提前角和轨压,所述试验结果包括氮氧化物值和烟度;
基于流体动力学原理建立所述对标喷油器的仿真模型,所述仿真模型用于反映喷油器参数、电控参数与发动机性能的对应关系;
将所述电控参数边界作为输入,通过所述仿真模型预测每个工况点对应的仿真结果,所述仿真结果至少包括氮氧化物值、烟度;
根据电控参数对应的试验结果和仿真结果之间的偏差修正所述仿真模型,直至所述偏差低于预设值;
从所述电控参数边界内划分多个参数组,并将每支待选喷油器具有的喷油器参数作为输入,通过修正后的仿真模型预测各参数组所对应的每支待选喷油器的仿真结果;
比对每支待选喷油器的仿真结果,从中确定出最优喷油器;
其中,所述基于流体动力学原理建立所述对标喷油器的仿真模型,包括:
采集发动机特定部位的特征参数,并利用所述特征参数建立带喷孔的燃烧室的三维模型,所述特定部位的特征参数包括:汽缸盖的尺寸、汽缸套的尺寸、活塞头部的尺寸、喷油器头部的尺寸、喷油器头部伸入到气缸内的深度;
从所述三维模型中提取流体区域模型,对所述流体区域模型进行网格划分和计算处理,获得所述仿真模型。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在建立所述三维模型之前,
对所述特征参数进行参数化处理,修改或剔除预设特征参数。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据电控参数对应的试验结果和仿真结果之间的偏差修正所述仿真模型,包括:
判断所述偏差是否低于所述预设值,如果否,则调整破裂时间修正系数,并重新进行计算处理,获得修正后的仿真模型;
通过修正后的仿真模型预测每个工况点对应的仿真结果,并计算该仿真结果与所述试验结果之间的偏差,继续执行判断所述偏差是否低于所述预设值的步骤,直至所述偏差低于所述预设值为止。
4.一种喷油器选型装置,其特征在于,所述装置包括:
试验结果获取单元,用于从待选喷油器中选择一支作为对标喷油器,通过工况点试验确定所述对标喷油器的电控参数边界,并记录每个工况点对应的试验结果,所述电控参数包括EGR阀门开度、主喷提前角和轨压,所述试验结果包括氮氧化物值和烟度;
模型建立单元,用于基于流体动力学原理建立所述对标喷油器的仿真模型,所述仿真模型用于反映喷油器参数、电控参数与发动机性能的对应关系;
预测单元,用于将所述电控参数边界作为输入,通过所述仿真模型预测每个工况点对应的仿真结果,所述仿真结果至少包括氮氧化物值、烟度;
修正单元,用于根据电控参数对应的试验结果和仿真结果之间的偏差修正所述仿真模型,直至所述偏差低于预设值;
分组单元,用于从所述电控参数边界内划分多个参数组,并将每支待选喷油器具有的喷油器参数作为输入,通过修正后的仿真模型预测各参数组所对应的每支待选喷油器的仿真结果;
比对单元,用于比对每支待选喷油器的仿真结果,从中确定出最优喷油器;
其中,所述模型建立单元包括:
采集单元,用于采集发动机特定部位的特征参数,所述特定部位的特征参数包括:汽缸盖的尺寸、汽缸套的尺寸、活塞头部的尺寸、喷油器头部的尺寸、喷油器头部伸入到气缸内的深度;
三维模型建立单元,用于利用所述采集单元采集的特征参数建立带喷孔的燃烧室的三维模型;
模型建立子单元,用于从所述三维模型中提取流体区域模型,对所述流体区域模型进行网格划分和计算处理,获得所述仿真模型。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述模型建立单元还包括:
处理单元,用于在所述三维模型建立单元建立三维模型之前,对所述特征参数进行参数化处理,修改或剔除预设特征参数。
6.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,
所述修正单元,具体用于判断所述试验结果和仿真结果之间的偏差是否低于所述预设值,如果否,则调整破裂时间修正系数,并通知所述模型建立单元重新进行计算处理,获得修正后的仿真模型;
所述预测单元,还用于通过修正后的仿真模型预测每个工况点对应的仿真结果,并通知所述修正单元计算该仿真结果与所述试验结果之间的偏差,继续判断所述偏差是否低于所述预设值,直至所述偏差低于所述预设值为止。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106202740B (zh) * 2016-07-15 2019-06-18 中船动力研究院有限公司 一种轴承盖与轴承座接触面摩擦系数的试验确定法
CN109019219B (zh) * 2018-10-18 2020-06-02 广东省智能制造研究所 一种升降机吊笼运动三维可视化仿真测试方法
CN109407510B (zh) * 2018-11-15 2021-07-02 东南大学 一种油量执行器系统建模与先进控制方法
CN113202669B (zh) * 2021-06-10 2022-07-15 哈尔滨工程大学 一种电控喷油器性能的多目标优化方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5694760A (en) * 1996-07-19 1997-12-09 General Electric Company Cumbustor lean flameout control
CN103352763A (zh) * 2013-05-24 2013-10-16 潍柴动力股份有限公司 喷油器map曲线的修正方法、装置及发动机燃油供给系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5694760A (en) * 1996-07-19 1997-12-09 General Electric Company Cumbustor lean flameout control
CN103352763A (zh) * 2013-05-24 2013-10-16 潍柴动力股份有限公司 喷油器map曲线的修正方法、装置及发动机燃油供给系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于DOE的新型电控喷油器结构参数优化研究;罗自来;《内燃机与配件》;20130310(第03期);第4-6页 *
基于KIVA3的直喷柴油机碳烟生成和氧化机理的分析研究;董日京;《中国优秀硕士学位论文全文数据库-工程科技Ⅱ辑》;20090515;全文 *

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