基于RSM法的柴油机进气系统参数优化研究

摘要

开展进气参数优化是改善柴油机“气油配合”状态，提高柴油机动力性、经济性和排放性的关键。以1台高压共轨柴油机为研究对象，结合已有实验数据搭建了柴油机GT-Power一维性能仿真模型，在最大扭矩工况点处，以进气压力、进气温度、进气门开启角、排气门开启角为变量进行单变量扫值，研究了扭矩和有效燃油消耗率随进气系统参数变化的规律。基于RSM法构建了扭矩和有效燃油消耗率的二次回归模型，得出了影响扭矩和有效燃油消耗率权重排序，开展了平衡最大扭矩和最低有效燃油消耗率的多目标优化，并得到了优化标定参数。实验结果显示：进气压力、进气温度、进气门开启角、排气门开启角分别为2.27 bar、369 K、459°CA、255°CA时，参数组合使得扭矩提升到311.08 N·m,较原机提升了6.51%;有效燃油消耗率降低到204.11 g/(kW·h),较原机降低了6.25%;最大气缸压力为154 bar,涡轮前排气温度为883 K,未超限制要求。这表明RSM法用于柴油机进气系统参数协同优化是可行的，优化后达到了相应的目标要求。

关键词

柴油机 / RSM法 / 进气系统参数 / 优化