一种进排气系统优化分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及进排气系统技术领域，尤其是设及一种进排气系统优化分析方法。
【背景技术】
[0002] 进排气系统在内燃机工作循环时，不断将新鲜空气或可燃混合气送入燃烧室，又 将燃烧后的废气排到大气中。通常发动机所说的进排气系统是指发动机本体进排气系统， 具体包括进气歧管、进气道、排气歧管和排气道。
[0003] 现有优化方式一般采用单变量优化或是双变量优化，单变量优化或双变量优化对 结果分析单一片面。大量实际经验表明，当发动机匹配整车时，不同的整车进排气系统（引 气管、进气软管、排气管等)对整车性能影响也非常大，现有分析方法均没有考虑，分析结果 不准确。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种进排气系统优化分析 方法，其设及四个变量，考虑各因素之间的交互影响。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
[0006] -种进排气系统优化分析方法，所述优化分析方法包括两级设计变量，一级变量 为引气管管长和进气软管管长，二级变量为进气歧管管长和进气歧管管径；引气管管长为 一级变量的横坐标，进气软管管长为一级变量的纵坐标;进气歧管管长为二级变量的横坐 标，进气歧管管径为二级变量的纵坐标;一级变量作为第一层坐标框架，二级变量作为第二 层坐标框架，第二层坐标框架嵌套在第一层坐标框架中。
[0007] 进一步的，所述引气管管长范围为200mm~1400mm。
[000引所述进气软管管长范围为200mm~600mm。
[0009] 所述进气歧管管长范围为350mm~550mm。
[0010] 所述进气歧管管径范围为32mm~40mm。
[0011] 所述一级变量的引气管管长和进气软管管长根据整车尺寸作为边界进行设置。
[0012] 所述二级变量的进气歧管管长和进气歧管管径根据整车发动机舱尺寸作为边界 进行设置。
[0013] 所述一级变量和二级变量均设置五个坐标点，引气管管长的坐标间距为300mm，进 气软管管长的坐标间距为100mm，进气歧管管长的坐标间距为50mm，进气歧管管径的坐标间 距为2mm。
[0014] 本发明与现有技术相比，具有W下优点：
[0015] 该优化方法设及四个变量，分别是整车进气系统的引气管管长和进气软管管长W 及发动机进气系统的进气歧管管长和进气歧管管径，综合考虑各因素之间的交互影响，使 发动机性能计算结果更加精确。
【附图说明】
[0016] 下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
[0017] 图1为本发明一级变量框架图。
[001引图2为本发明二级变量框架图。
[0019] 图3为本发明1500转速下一级变量二级变量综合图。
[0020] 图4为本发明2000转速下一级变量二级变量综合图。
[0021 ]图5为本发明2500转速下一级变量二级变量综合图。
[0022] 图6为本发明3000转速下一级变量二级变量综合图。
[0023] 图7为本发明3500转速下一级变量二级变量综合图。
[0024] 图8为本发明4000转速下一级变量二级变量综合图。
[0025] 图9为本发明4500转速下一级变量二级变量综合图。
[00%]图10为本发明6000转速下一级变量二级变量综合图。
【具体实施方式】
[0027] 下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的 说明。
[0028] 如图1和图2所示，该进排气系统优化分析方法包括两级设计变量，一级变量为引 气管管长和进气软管管长，二级变量为进气歧管管长和进气歧管管径；引气管管长为一级 变量的横坐标，进气软管管长为一级变量的纵坐标;进气歧管管长为二级变量的横坐标，进 气歧管管径为二级变量的纵坐标;一级变量作为第一层坐标框架，二级变量作为第二层坐 标框架，第二层坐标框架嵌套在第一层坐标框架中。
[0029] 本发明同时考虑四个变量的影响，四个变量单独考虑表现出的影响趋势跟四个变 量综合考虑的影响趋势有本质上的区别。为了使优化结果更加精确，采用本发明所述的四 个变量组合优化方法。
[0030] 本发明设置两级设计变量，一级变量为引气管管长和进气软管管长，二级变量为 进气歧管管长和进气歧管管径。一级变量所述的两个变量引气管管长和进气软管管长相对 于引气管管径和进气软管管径，影响趋势更加明显。因此将引气管管长和进气软管管长作 为一级变量，至于引气管管径和进气软管管径可W通过单项优化设置一个较为合理的值。 二级变量所述的两个变量进气歧管管长和进气歧管管径相对于进气道长度和进气道当量 直径，结构更加复杂，可优化的空间更大。因此将进气歧管管长和进气歧管管径作为二级变 量，至于进气道长度和进气软管管径可W根据优化的进气歧管管长和进气歧管管径，并结 合气道设计边界条件设置一个较为合理的值。
[0031] -级变量引气管管长和进气软管管长根据整车尺寸作为边界进行设置，引气管管 长设置长度范围为200mm~1400mm，间距300mm，共5个坐标点，将引气管管长设置为一级变 量的横坐标;进气软管管长设置长度范围为200mm~600mm，间距100mm，共5个坐标点，将进 气软管管长设置为一级变量的纵坐标。
[0032] 二级变量进气歧管管长和进气歧管管径根据整车发动机舱尺寸作为边界进行设 置，进气歧管管长设置长度范围为350mm~550mm，间距50mm，共5个坐标点，将进气歧管管长 设置为二级变量的横坐标;进气歧管管径设置长度范围为32mm~40mm，间距2mm，共5个坐标 点，将进气歧管管径设置为二级变量的纵坐标。
[0033] -级变量引气管管长5个坐标点和进气软管管长5个坐标点的具体数据参见表一； 二级变量进气歧管管长5个坐标点和进气歧管管径5个坐标点的具体数据参见表二。
[0034]
[0037] 表二为二级变量
[0038] 如图3-10所示，在一二级变量的组合基础上再进行交叉组合，一级变量共25个组 合，二级变量共25个组合，每个一级变量组合又分别对应二级变量的25个组合，最终生成在 一级变量中嵌套二级变量的结果展示，可W直观地综合看出四个变量的交互影响，跟单独 校验单个变量的影响有根本意义上的区别。
[0039] 用二级变量的25个结果组合，嵌套在一级变量的25个组合中（每个二级变量组合 作为独立组合单独计算）。综合结果显示，不同转速下，采用两级变量优化方法可W有效表 现出不同参数之间的交互影响。一级变量引气管管长和进气软管管长对性能的影响主要表 现在中低转速（150化pm~3000巧m)，而对中高转速(300化pm~6000巧m)基本没有影响。
[0040] 两级变量优化方法，对于发动机进排气系统性能优化方法具有非常重要的指导意 义。通过本发明进排气系统优化方法作为支持，凡是设及到整车匹配发动机的开发项目，特 别是设及发动机中低速性能优化方面，均建议将整车进排气系统和发动机本体进排气系统 优化一起考虑，使发动机性能计算结果更加精确。
[0041] 上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式 的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将 本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种进排气系统优化分析方法，其特征在于:所述优化分析方法包括两级设计变量， 一级变量为引气管管长和进气软管管长，二级变量为进气歧管管长和进气歧管管径；引气 管管长为一级变量的横坐标，进气软管管长为一级变量的纵坐标;进气歧管管长为二级变 量的横坐标，进气歧管管径为二级变量的纵坐标;一级变量作为第一层坐标框架，二级变量 作为第二层坐标框架，第二层坐标框架嵌套在第一层坐标框架中。2. 如权利要求1所述进排气系统优化分析方法，其特征在于：所述引气管管长范围为 200mm~1400mm〇3. 如权利要求1所述进排气系统优化分析方法，其特征在于:所述进气软管管长范围为 200mm~600mm〇4. 如权利要求1所述进排气系统优化分析方法，其特征在于:所述进气歧管管长范围为 350mm~550mm〇5. 如权利要求1所述进排气系统优化分析方法，其特征在于:所述进气歧管管径范围为 32mm~40mm〇6. 如权利要求1所述进排气系统优化分析方法，其特征在于:所述一级变量的引气管管 长和进气软管管长根据整车尺寸作为边界进行设置。7. 如权利要求1所述进排气系统优化分析方法，其特征在于:所述二级变量的进气歧管 管长和进气歧管管径根据整车发动机舱尺寸作为边界进行设置。8. 如权利要求1所述进排气系统优化分析方法，其特征在于:所述一级变量和二级变量 均设置五个坐标点，引气管管长的坐标间距为300mm，进气软管管长的坐标间距为100mm，进 气歧管管长的坐标间距为50mm，进气歧管管径的坐标间距为2mm。
【专利摘要】本发明公开了一种进排气系统优化分析方法，所述优化分析方法包括两级设计变量，一级变量为引气管管长和进气软管管长，二级变量为进气歧管管长和进气歧管管径；引气管管长为一级变量的横坐标，进气软管管长为一级变量的纵坐标；进气歧管管长为二级变量的横坐标，进气歧管管径为二级变量的纵坐标；一级变量作为第一层坐标框架，二级变量作为第二层坐标框架，第二层坐标框架嵌套在第一层坐标框架中。该优化方法涉及四个变量，分别是整车进气系统的引气管管长和进气软管管长以及发动机进气系统的进气歧管管长和进气歧管管径，综合考虑各因素之间的交互影响，使发动机性能计算结果更加精确。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105488273
【申请号】CN201510854684
【发明人】张璐
【申请人】奇瑞汽车股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月26日