论文部分内容阅读
在开发一款混合动力发动机时,一般需要选择一款市场已有发动机作为原型发动机,并搭载一系列先进的关键技术,使其能够满足拟开发的混合动力发动机的技术指标。为此需要搭建一个混合动力发动机关键技术方案仿真评价平台,用于对所选择的原型发动机进行改造并搭载一系列关键技术后进行仿真评价,最终给出能够满足拟开发的混合动力发动机技术指标的关键技术方案。本文首先对混合动力发动机关键技术方案仿真评价平台系统进行框架设计,依据仿真评价平台的特点以及功能需求,详细描述了原型发动机仿真建模模块、关键技术可选方案模块、关键技术方案优化模块以及关键技术方案评价模块的功能框架;在此基础上,对仿真评价平台的工作流程进行了详细设计。以平台框架设计为基础,利用MATLAB GUI建立了各模块可视化界面,分别对原型发动机仿真建模模块、关键技术可选方案模块、关键技术方案优化模块以及关键技术方案评价模块进行了详细设计。原型发动机仿真建模模块利用GT-POWER软件与Simulink联合建立了发动机工作过程仿真模型,实现了发动机参数输入、仿真数据处理以及数据验证等功能;发动机关键技术可选方案模块基于米勒循环、高压缩比、可变气门正时和废气再循环这四种关键技术对燃油经济性的影响规律以及关键技术间的相关性分析,根据不同的有效热效率目标,给出了一系列可能达到目标有效热效率的关键技术方案;关键技术方案优化模块建立了 modeFRONTIER优化仿真模型,对关键技术方案进行了多目标优化,获得了优化结果;关键技术方案评价模块利用MATLAB模糊关联度评价模型,实现了基于发动机关键技术方案优化结果的模糊评价功能。与此同时,本文选择了北汽A150TD发动机作为混合动力发动机关键技术方案仿真评价平台的原型发动机应用示例,分别进行了仿真建模、关键技术方案选择、优化、评价等研究工作。应用示例的结果表明,满足技术指标为有效热效率38%的关键技术方案有“米勒循环技术+高压缩比技术”、“米勒循环技术+高压缩比技术+VVT技术”、“米勒循环技术+高压缩比技术+EGR技术”以及“米勒循环技术+高压缩比技术+VVT技术+EGR技术”;满足技术指标为有效热效率40%的关键技术方案有“米勒循环技术+高压缩比技术+VVT技术”和“米勒循环技术+高压缩比技术+VVT技术+EGR技术”;除此之外,不同的权重设置情况下具有不同的评价结果。图53幅,表22个,参考文献88篇。