一种发动机排气系统优化方法、装置、介质及电子设备制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种发动机排气系统优化方法、装置、介质及电子设备。该方法包括：获取发动机排气系统的关键排气结构参数；根据关键排气结构参数和发动机仿真模型，确定排气损失数学代理模型；其中，发动机仿真模型用于根据关键排气结构参数，确定泵气损失和排气脉冲能量损失；基于预设寻优算法，将最小化泵气损失和排气脉冲能量损失作为寻优目标，对排气损失数学代理模型进行寻优；若寻优目标达成，则确定泵气损失和排气脉冲能量损失为排气损失最优值，关键排气结构参数为最优排气结构参数，以供用户根据最优排气结构参数对发动机排气系统进行优化。执行本申请技术方案，可以从整体上有效优化发动机的排气过程，降低油耗。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机排气系统优化方法、装置、介质及电子设备
本申请实施例涉及发动机领域，尤其涉及一种发动机排气系统优化方法、装置、介质及电子设备。
技术介绍
随着节能减排的逐步实施，车用发动机不断朝高功率密度、高增压方向发展。然而，高增压会导致排气流量及排气压力波幅值急剧增加，发动机出现排气不畅等问题。具体的，缸内泵气损失和排气管中的脉冲能量损失会增加，发动机油耗增加，这与节能减排的初衷背道而驰。为降低排气能量损失，增加排气能量利用率，需要对发动机的排气系统进行优化设计。现有的发动机排气系统优化设计方法，大多是分别将发动机的排气过程中的缸内排气过程和排气管内排气过程割裂开来，针对缸内排气过程和排管内排气过程分别进行优化，并不能从整体上有效优化发动机的排气过程。
技术实现思路
本申请实施例提供一种发动机排气系统优化方法、装置、介质及电子设备，考虑了发动机排气过程中，缸内排气和排气管排气间的相互影响，实现了从整体上对发动机排气系统进行优化，从而最大限度地降低了发动机油耗。第一方面，本申请实施例提供了一种发动机排气系统优化方法，所述方法包括：获取发动机排气系统的关键排气结构参数；根据所述关键排气结构参数和发动机仿真模型，确定排气损失数学代理模型；其中，所述发动机仿真模型用于根据所述关键排气结构参数，确定泵气损失和排气脉冲能量损失；基于预设寻优算法，将最小化所述泵气损失和所述排气脉冲能量损失作为寻优目标，对所述排气损失数学代理模型进行寻优；若所述寻优目标达成，则确定所述泵气损失和所述排气脉冲能量损失为排气损失最优值，所述关键排气结构参数为最优排气结构参数，以供用户根据所述最优排气结构参数对所述发动机排气系统进行优化。第二方面，本申请实施例提供了一种发动机排气系统优化装置，所述装置包括：关键排气结构参数获取模块，用于获取发动机排气系统的关键排气结构参数；排气损失数学代理模型确定模块，用于根据所述关键排气结构参数和发动机仿真模型，确定排气损失数学代理模型；其中，所述发动机仿真模型用于根据所述关键排气结构参数，确定泵气损失和排气脉冲能量损失；排气损失数学代理模型寻优模块，用于基于预设寻优算法，将最小化所述泵气损失和所述排气脉冲能量损失作为寻优目标，对所述排气损失数学代理模型进行寻优；最优排气结构参数确定模块，用于若所述寻优目标达成，则确定所述泵气损失和所述排气脉冲能量损失为排气损失最优值，所述关键排气结构参数为最优排气结构参数，以供用户根据所述最优排气结构参数对所述发动机排气系统进行优化。第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请实施例所述的发动机排气系统优化方法。第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本申请实施例所述的发动机排气系统优化方法。本申请实施例所提供的技术方案，考虑了发动机排气过程中缸内排气和排气管内排气之间的相互影响，通过根据关键排气结构参数和发动机仿真模型构建排气损失数学代理模型，并基于多变量寻优原理，将最小化泵气损失和排气脉冲能量损失作为寻优目标，利用预设寻优算法对排气损失数学代理模型进行寻优，在泵气损失和排气脉冲能量损失同时达到最小时，得到最优排气结构参数，并根据最优排气结构参数优化发动机排气系统，实现了从整体上有效优化发动机的排气过程，最大程度上降低了发动机油耗。附图说明图1是本申请实施例一提供的一种发动机排气系统优化方法的流程图；图2是本申请实施例二提供的另一种发动机排气系统优化方法的流程图；图3是本申请实施例三提供的又一种发动机排气系统优化方法的流程图；图4是本申请实施例四提供的又一种发动机排气系统优化方法的流程图；图5是本申请实施例五提供的一种发动机排气系统优化装置的结构示意图；图6是本申请实施例七提供的一种电子设备的结构示意图。具体实审方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。实施例一图1是本申请实施例一提供的一种发动机排气系统优化方法的流程图，本实施例可适用对发动机的排气系统进行优化的情况。该方法可以由本申请实施例所提供的发动机排气系统优化装置执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现，并可集成于运行此系统的电子设备中。如图1所示，所述发动机排气系统优化方法包括：S110、获取发动机排气系统的关键排气结构参数。其中，发动机排气系统用于收集、净化并且排放发动机工作产生的废气，关键排气结构参数是指发动机排气系统中影响发动机能量损失的结构参数。为降低发动机在排气过程中发动机的能量损失，就需要对发动机排气系统的关键排气结构参数进行优化。在一个可选的实施例中，所述关键排气结构参数包括排气门型线参数和排气管结构参数，所述排气门型线参数包括：排气门开启角、排气门开启持续角和排气门升程中的至少一项；所述排气管结构参数包括排气管直径、排气支管曲率半径和排气支管总长中的至少一项。其中，排气门型线参数是指气门开启至关闭过程中，气门升程随曲轴转角的变化曲线。排气门型线参数包括：排气门开启角、排气门开启持续角和排气门升程中的至少一项。排气管结构参数是指用于表征排气管结构特性的参数。排气管结构参数包括排气管直径、排气支管曲率半径和排气支管总长中的至少一项。可以知道的是，排气门型线参数和排气管结构参数并不限于上述内容，还可以根据实际情况对排气门型线参数和排气管结构参数进行增加、删减和更改，示例性的，可以将排气管结构参数中的排气管直径替换为排气管容积；排气门型线参数还可以包括排气门开启速率。排气门和排气管作为发动机排气系统的关键排气结构，对发动机的能量损失的影响具体表现在会对发动机的排气过程中产生的缸内泵气损失和排气管内脉冲能量损失产生影响。其中，泵气损失是指发动机换气过程中克服进气道阻力所消耗的功和克服排气管阻力所消耗的功的代数和。涡轮增压发动机的缸内燃烧废气经排气门排出气缸，再经排气管进入涡轮做功，在活塞上行阶段气缸内压力高于排气管内压力的情况下，活塞克服压差推动排气做功就会产生泵气损失。废气在经过进入涡轮的过程中，排气管内摩擦、变径和管接头处的压力波反射叠加会使得排气压力波幅值下降，从而使得排气压力波推动涡轮做功的能量下降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机排气系统优化方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取发动机排气系统的关键排气结构参数；/n根据所述关键排气结构参数和发动机仿真模型，确定排气损失数学代理模型；其中，所述发动机仿真模型用于根据所述关键排气结构参数，确定泵气损失和排气脉冲能量损失；/n基于预设寻优算法，将最小化所述泵气损失和所述排气脉冲能量损失作为寻优目标，对所述排气损失数学代理模型进行寻优；/n若所述寻优目标达成，则确定所述泵气损失和所述排气脉冲能量损失为排气损失最优值，所述关键排气结构参数为最优排气结构参数，以供用户根据所述最优排气结构参数对所述发动机排气系统进行优化。/n

【技术特征摘要】
1.一种发动机排气系统优化方法，其特征在于，所述方法包括：
获取发动机排气系统的关键排气结构参数；
根据所述关键排气结构参数和发动机仿真模型，确定排气损失数学代理模型；其中，所述发动机仿真模型用于根据所述关键排气结构参数，确定泵气损失和排气脉冲能量损失；
基于预设寻优算法，将最小化所述泵气损失和所述排气脉冲能量损失作为寻优目标，对所述排气损失数学代理模型进行寻优；
若所述寻优目标达成，则确定所述泵气损失和所述排气脉冲能量损失为排气损失最优值，所述关键排气结构参数为最优排气结构参数，以供用户根据所述最优排气结构参数对所述发动机排气系统进行优化。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述关键排气结构参数包括排气门型线参数和排气管结构参数，所述排气门型线参数包括：排气门开启角、排气门开启持续角和排气门升程中的至少一项；所述排气管结构参数包括排气管直径、排气支管曲率半径和排气支管总长中的至少一项。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述关键排气结构参数和发动机仿真模型，确定排气损失数学代理模型，包括：
基于所述发动机仿真模型，确定与所述关键排气结构参数对应的所述泵气损失和所述排气脉冲能量损失；
根据所述关键排气结构参数、所述泵气损失和所述排气脉冲能量损失，确定所述排气损失数学代理模型。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述发动机仿真模型，确定与所述关键排气结构参数对应的所述泵气损失和所述排气脉冲能量损失，包括：
根据用户的关键排气结构参数变化范围指定操作，确定各关键排气结构参数的变化范围；
在各关键排气结构参数的变化范围，利用数据样本增加方法增加所述关键排气结构参数数量，得到关键排气结构参数样本；
基于所述发动机仿真模型，确定与所述关键排气结构参数样本对应的所述泵气损失和所述排气脉冲能量损失。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设寻优算法为遗传算法；所述基于预设寻优算法，将最小化所述泵气损失和所述排气脉冲能量损失作为寻优目标，对所述排气损失数学代理模型进行寻优，包括：
将最小化所述泵气损失和所述排气脉冲能量损失作为寻优目标，利用所述遗传算法对所述排气损失数学代理模型，在各关键排气结构参数的变化范围内进...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭旭光，谷允成，周鹏，刘晓鑫，庞斌，程旭，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37