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基于遗传算法的二甲醚均质压燃燃烧控制参数优化

李镠  
【摘要】: 排放法规的日益严格,对现有的内燃机技术提出了更为严峻的挑战。在发动机上实施HCCI(均质混合气压燃)燃烧方式被认为是最有效使内燃机的排放性能获得突破的技术路线。内燃机工作过程数值模拟是研究发动机的一种很有效的方法,通过数值计算,我们可以对缸内的燃烧特性有进一步的了解。 本文首先建立基于详细化学反应机理的二甲醚均质压燃燃烧模型,该模型能准确预测二甲醚均质压燃燃烧着火过程。在建立该模型的基础上,研究进气压力、进气温度、压缩比、燃空当量比、转速等因素对二甲醚HCCI燃烧的影响。模拟研究的结果表明,以上因素对二甲醚HCCI燃烧都有影响,其中,增大压缩比、进气温度、进气压力、燃空当量比可使二甲醚HCCI燃烧的着火时刻提前,其中压缩比和进气温度对着火时刻的影响较大,而增大转速和EGR率可使其着火时刻延迟。 然后,在建立精确的二甲醚均质压燃燃烧模拟模型的基础上,将遗传算法应用于运用二甲醚HCCI燃烧的优化。具体操作为在Visual Fortran的开发平台上,建立二甲醚HCCI燃烧优化模型GA-HCT。运用该优化模型,进行二甲醚HCCI燃烧的控制参数研究,提出扩展二甲醚均质压燃燃烧可运行范围的方法。模拟研究结果表明,相对传统的汽油机、柴油机相比,二甲醚HCCI燃烧可运行范围较窄,采用降低进气温度和EGR技术可以扩展其负荷范围。 对于燃烧过程的模拟分析是研究均质压燃燃烧过程的重要方法之一。通过这两部分的研究,本文进行了二甲醚HCCI燃烧的变参数研究,并将遗传算法优化方法引入到均质压燃燃烧控制参数优化中。为今后这方面的工作,提供了一定的理论参考意义。


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