CN114757117B - 柴油机进气道性能评估方法、系统、终端设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种柴油机进气道性能评估方法、系统、终端设备及存储介质，该方法包括：根据发动机燃烧模型确定待评估柴油机的最佳涡流比，根据气道稳态模型确定待评估柴油机的气道平均涡流比和气道流量系数，根据气道平均涡流比和气道流量系数对待评估柴油机进行气道特性评估；若待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，则获取待评估柴油机中进气门关闭时刻的瞬态涡流比，将瞬态涡流比与最佳涡流比进行涡流比对；若瞬态涡流比与最佳涡流比的涡流比对合格，则判定待评估柴油机的进气道性能评估合格。本发明能有效地评估柴油机进气道的气道特性，且能有效地评估柴油机进气道的涡流组织性能，提高了柴油机进气道性能评估的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种柴油机进气道性能评估方法、系统、终端设备及存储介质。
背景技术
柴油机进气道是燃烧系统设计和缸盖总体结构设计的重要组成部分之一，柴油机进气道对缸内空气量、涡流强度和柴油机的动力性、经济性、排放水平有着十分重要的影响，良好的充气效率和空气运动状态对缸内燃烧起到关键性作用，合理的进气道样式也有利于缸盖总体结构布置和设计，改善缸盖冷却，提高可靠性，因此，进气道的设计和性能评估是柴油机开发过程中关键的一环。
现有的柴油机进气道性能评估过程中，一般是是基于气道稳流试验台，评估柴油机进气道在稳态定压差情况下的气道涡流比与流量系数之间的平衡关系，现有的柴油机进气道性能评估方法，主要针对气道本身的进气水平和涡流组织能力进行评估，与柴油机实际的燃烧排放性能并无直接的关系，进而导致柴油机进气道性能评估准确性较低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种柴油机进气道性能评估方法、系统、终端设备及存储介质，以解决现有的柴油机进气道性能评估过程中，性能评估准确性较低的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种柴油机进气道性能评估方法，包括：
获取待评估柴油机的发动机参数信息，并根据所述发动机参数信息构建发动机燃烧模型；
根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机的最佳涡流比，并根据所述待评估柴油机的气道信息构建气道稳态模型；
根据所述气道稳态模型确定所述待评估柴油机的气道平均涡流比和气道流量系数，并根据所述气道平均涡流比和所述气道流量系数对所述待评估柴油机的进气道进行气道特性评估；
若所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，则获取所述待评估柴油机中进气门关闭时刻的瞬态涡流比，并将所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比进行涡流比对；
若所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格，则判定所述待评估柴油机的进气道性能评估合格。
进一步地，所述根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机的最佳涡流比，包括：
根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机在不同涡流比的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物的燃烧结果；
对所述燃烧结果中的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行归一化处理，并对归一化处理后的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行加权平均计算，得到加权得分；
将最小加权得分对应的涡流比确定为所述最佳涡流比。
进一步地，所述根据所述气道平均涡流比和所述气道流量系数对所述待评估柴油机的进气道进行气道特性评估，包括：
将所述气道平均涡流比与预存储的气道特性评估表进行匹配，得到目标流量系数；
若所述气道流量系数大于或等于所述目标流量系数，则判定所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估不合格；
若所述气道流量系数小于所述目标流量系数，则判定所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格。
进一步地，所述方法还包括：
若所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估不合格，或所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对不合格，则对所述待评估柴油机的进气道进行气道结构调整；
根据气道结构调整后的所述待评估柴油机的气道信息，返回执行所述构建气道稳态模型的步骤及后续步骤，直至所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，且所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格。
进一步地，所述对所述待评估柴油机的进气道进行气道结构调整，包括：
获取所述气道流量系数与所述目标流量系数之间的系数差值，并将所述待评估柴油机的车辆标识和所述系数差值与预存储的气道结构调整方案查询表进行匹配，得到气道调整方案，所述气道结构调整方案查询表中存储有不同车辆标识和系数差值与对应气道调整方案之间的对应关系；
获取所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比之间的涡流比差值，并将所述待评估柴油机的车辆标识和所述涡流比差值与所述气道结构调整方案查询表进行匹配，得到所述气道调整方案，所述气道结构调整方案查询表中存储有不同车辆标识和涡流比差值与对应气道调整方案之间的对应关系。
进一步地，所述若所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格之后，还包括：
根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机在所述瞬态涡流比下的待校验结果；
对所述待校验结果中的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行归一化处理，并对归一化处理后的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行加权平均计算，得到待校验加权得分；
若所述待校验加权得分小于加权得分阈值，则判定所述待评估柴油机的气道燃烧特征校验合格；
若所述待校验加权得分大于或等于所述加权得分阈值，则判定所述待评估柴油机的气道燃烧特征校验不合格。
进一步地，所述将所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比进行涡流比对，包括：
获取所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比之间的涡流比差值；
若所述涡流比差值小于涡流比阈值，则判定所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格；
若所述涡流比差值大于或等于涡流比阈值，则判定所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对不合格。
本发明实施例的第二方面提供了一种柴油机进气道性能评估系统，包括：
模型构建模块，用于获取待评估柴油机的发动机参数信息，并根据所述发动机参数信息构建发动机燃烧模型；
涡流比确定模块，用于根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机的最佳涡流比，并根据所述待评估柴油机的气道信息构建气道稳态模型；
特性评估模块，用于根据所述气道稳态模型确定所述待评估柴油机的气道平均涡流比和气道流量系数，并根据所述气道平均涡流比和所述气道流量系数对所述待评估柴油机的进气道进行气道特性评估；
涡流比对模块，用于若所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，则获取所述待评估柴油机中进气门关闭时刻的瞬态涡流比，并将所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比进行涡流比对；若所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格，则判定所述待评估柴油机的进气道性能评估合格。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在终端设备上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方案提供的柴油机进气道性能评估方法的各步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方案提供的柴油机进气道性能评估方法的各步骤。
本发明实施例提供的一种柴油机进气道性能评估方法、系统、终端设备及存储介质具有以下有益效果：通过获取待评估柴油机的发动机参数信息，根据发动机参数信息构建发动机燃烧模型，基于发动机燃烧模型能有效地确定到待评估柴油机的最佳涡流比，通过待评估柴油机的气道信息构建气道稳态模型，基于气道稳态模型能有效地确定到待评估柴油机的气道平均涡流比和气道流量系数，通过气道平均涡流比和气道流量系数，能有效地评估柴油机进气道的气道特性，通过获取待评估柴油机中进气门关闭时刻的瞬态涡流比，并将瞬态涡流比与最佳涡流比进行涡流比对，能有效地评估柴油机进气道的涡流组织性能，提高了柴油机进气道性能评估的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种柴油机进气道性能评估方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的待评估柴油机中进气过程的示意图；
图3是本发明另一实施例提供的一种柴油机进气道性能评估方法的实现流程图；
图4是本发明实施例提供的一种柴油机进气道性能评估系统的结构框图；
图5是本发明实施例提供的一种柴油机进气道性能评估系统的实施流程图；
图6是本发明实施例提供的一种终端设备的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的一种柴油机进气道性能评估方法的实现流程图，包括：
步骤S10，获取待评估柴油机的发动机参数信息，并根据所述发动机参数信息构建发动机燃烧模型；
其中，基于发动机参数信息建立发动机缸内流体力学计算模型(发动机燃烧模型)，该步骤中，为提高计算速度，发动机燃烧模型只包含1/8的燃烧室结构，不含气道结构，通过以初始涡流比作为边界条件，计算待评估柴油机进气门关闭时刻到排气门开启时刻区间内的缸内燃烧过程，该发动机缸内流体力学计算模型用于模拟发动机缸内的燃烧过程；
步骤S20，根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机的最佳涡流比，并根据所述待评估柴油机的气道信息构建气道稳态模型；
其中，通过确定待评估柴油机的最佳涡流比，提高了后续对待评估柴油机的进气道的涡流组织性能的评估，进而提高了柴油机进气道评估的准确性，气道稳态模型包含进气道、气门、气门座圈和模拟气缸，模拟气缸长度为2.5倍缸径，涡流比检测的位置为1.75倍缸径处，该步骤中，基于发动机燃烧模型分别测试在不同涡流比的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物的情况的燃烧结果，该发动机燃烧模型可以采用零维模型或准维模型；
可选的，该步骤中，所述根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机的最佳涡流比，包括：
根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机在不同涡流比的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物的燃烧结果；
其中，在发动机燃烧模型中以0.2为间隔，从发动机燃烧模型的输出结果中，输出不同涡流比的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物的燃烧结果，例如，控制发动机燃烧模型分别输出1.4涡流比、1.6涡流比、1.8涡流比、2.0涡流比和2.2涡流比的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物的燃烧结果；
对所述燃烧结果中的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行归一化处理，并对归一化处理后的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行加权平均计算，得到加权得分；
其中，通过对燃烧结果中的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行归一化处理，有效地方便了比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物的加权计算，该步骤中，比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物对应的权重可以根据需求进行设置，该步骤中，比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物对应的权重依序设置为0.4、0.3和0.3；
将最小加权得分对应的涡流比确定为所述最佳涡流比；
其中，请参阅下表，为本实施例提供的1.4涡流比、1.6涡流比、1.8涡流比、2.0涡流比和2.2涡流比对应的加权得分；
由上表可知，涡流比为1.8时为最佳涡流比。
步骤S30，根据所述气道稳态模型确定所述待评估柴油机的气道平均涡流比和气道流量系数，并根据所述气道平均涡流比和所述气道流量系数对所述待评估柴油机的进气道进行气道特性评估；
其中，分别计算并输出气道稳态模型中气道的平均涡流比和流量系数结果，得到气道平均涡流比和气道流量系数，并通过气道平均涡流比和气道流量系数，能有效地评估柴油机进气道的气道特性，提高了柴油机进气道评估的准确性，该步骤中，平均涡流比为1.53，气道流量系数为0.362；
步骤S40，若所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，则获取所述待评估柴油机中进气门关闭时刻的瞬态涡流比，并将所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比进行涡流比对；
其中，若待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，通过建立发动机进气过程流体力学计算模型，计算待评估柴油机中进气门开启时刻到进气门关闭时刻的进气过程，并输出进气门关闭时刻的瞬态涡流比，请参阅图2，待评估柴油机中进气门关闭时刻的瞬态涡流比为2.0；
可选的，该步骤中，所述将所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比进行涡流比对，包括：
获取所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比之间的涡流比差值；其中，通过计算瞬态涡流比与最佳涡流比之间的涡流比差值，提高了后续涡流比对检测的准确性；
若所述涡流比差值小于涡流比阈值，则判定所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格；
其中，该涡流比阈值可以根据需求进行设置，例如，该涡流比阈值可以设置为0.3、0.5或0.8等数值，该步骤中，涡流比阈值设置为0.3，瞬态涡流比为2.0，最佳涡流比为1.8，因此，涡流比差值为0.2，涡流比差值小于涡流比阈值，判定瞬态涡流比与最佳涡流比的涡流比对合格，待评估柴油机的进气道的涡流组织性能满足性能条件；
若所述涡流比差值大于或等于涡流比阈值，则判定所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对不合格；
其中，若涡流比差值大于或等于涡流比阈值，则判定瞬态涡流比与最佳涡流比的涡流比对不合格，判定待评估柴油机的进气道的涡流组织性能未满足性能条件。
步骤S50，若所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格，则判定所述待评估柴油机的进气道性能评估合格；
其中，当待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，且待评估柴油机的进气道的涡流组织性能满足性能条件时，则判定待评估柴油机的进气道性能评估合格；
可选的，该步骤中，所述若所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格之后，还包括：
根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机在所述瞬态涡流比下的待校验结果；
其中，对最终的气道建立发动机缸内流体力学计算模型，计算进气门开始时刻至排气门开始时刻的进气燃烧过程，输出比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物的结果；
对所述待校验结果中的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行归一化处理，并对归一化处理后的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行加权平均计算，得到待校验加权得分；
其中，对待校验结果中的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行归一化处理，再以0.4、0.3、0.3为权重，计算比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物的加权平均得分，得到待校验加权得分；
若所述待校验加权得分小于加权得分阈值，则判定所述待评估柴油机的气道燃烧特征校验合格；
若所述待校验加权得分大于或等于所述加权得分阈值，则判定所述待评估柴油机的气道燃烧特征校验不合格；
其中，该加权得分阈值可以根据需求进行设置，例如，该加权得分阈值可以设置为0.8、0.9或0.95等，若待校验加权得分小于加权得分阈值，判定待评估柴油机的气道燃烧特征校验合格，若待校验加权得分大于或等于加权得分阈值，判定待评估柴油机的气道燃烧特征校验不合格。
本实施例中，通过获取待评估柴油机的发动机参数信息，根据发动机参数信息构建发动机燃烧模型，基于发动机燃烧模型能有效地确定到待评估柴油机的最佳涡流比，通过待评估柴油机的气道信息构建气道稳态模型，基于气道稳态模型能有效地确定到待评估柴油机的气道平均涡流比和气道流量系数，通过气道平均涡流比和气道流量系数，能有效地评估柴油机进气道的气道特性，通过获取待评估柴油机中进气门关闭时刻的瞬态涡流比，并将瞬态涡流比与最佳涡流比进行涡流比对，能有效地评估柴油机进气道的涡流组织性能，提高了柴油机进气道性能评估的准确性。
请参阅图3，图3是本发明另一实施例提供的一种柴油机进气道性能评估方法的实现流程图。相对于图1实施例，本实施例提供的柴油机进气道性能评估方法用于对图1实施例中的步骤S30的步骤作进一步细化，包括：
步骤S31，将所述气道平均涡流比与预存储的气道特性评估表进行匹配，得到目标流量系数；
其中，该气道特性评估表中存储有不同气道平均涡流比与对应目标流量系数之间的对应关系，例如，该气道特性评估表为：
该步骤中，当平均涡流比为1.53时，根据插值得到对应的目标流量系数值为0.354；
步骤S32，若所述气道流量系数大于或等于所述目标流量系数，则判定所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估不合格；
其中，若气道流量系数大于或等于目标流量系数，则判定待评估柴油机的进气道的气道特性评估不合格；
步骤S33，若所述气道流量系数小于所述目标流量系数，则判定所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格；
其中，若目标流量系数值为0.354，且在步骤S30中得到的气道流量系数为0.362时，气道流量系数小于目标流量系数，因此，待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格；
可选的，本实施例中，所述方法还包括：
若所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估不合格，或所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对不合格，则对所述待评估柴油机的进气道进行气道结构调整；
其中，若待评估柴油机的进气道的气道特性评估不合格，或瞬态涡流比与最佳涡流比的涡流比对不合格，则判定待评估柴油机的进气道结构错误，通过对待评估柴油机的进气道进行气道结构调整，以提高待评估柴油机的进气道的整体性能；
根据气道结构调整后的所述待评估柴油机的气道信息，返回执行所述构建气道稳态模型的步骤及后续步骤，直至所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，且所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格；
其中，通过气道结构调整后的待评估柴油机的气道信息，返回执行所述构建气道稳态模型的步骤及后续步骤，以达到对待评估柴油机的持续评估和持续进行气道结构调整的效果，直至待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，且瞬态涡流比与最佳涡流比的涡流比对合格。
进一步地，该步骤中，所述对所述待评估柴油机的进气道进行气道结构调整，包括：
获取所述气道流量系数与所述目标流量系数之间的系数差值，并将所述待评估柴油机的车辆标识和所述系数差值与预存储的气道结构调整方案查询表进行匹配，得到气道调整方案；其中，气道结构调整方案查询表中存储有不同车辆标识和系数差值与对应气道调整方案之间的对应关系；
获取所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比之间的涡流比差值，并将所述待评估柴油机的车辆标识和所述涡流比差值与所述气道结构调整方案查询表进行匹配，得到所述气道调整方案，其中，气道结构调整方案查询表中存储有不同车辆标识和涡流比差值与对应气道调整方案之间的对应关系。
本实施例中，通过将气道平均涡流比与预存储的气道特性评估表进行匹配，以查询气道平均涡流对应的目标流量系数，基于查询到的目标流量系数，能有效地对待评估柴油机的进气道进行气道特性评估，提高了柴油机进气道性能检测的准确性。
请参阅图4至图5，图4是本发明实施例提供的一种柴油机进气道性能评估系统100的结构框图。本实施例中该柴油机进气道性能评估系统100包括的各单元用于执行图1、图3对应的实施例中的各步骤。具体请参阅图1、图3以及图1、图3所对应的实施例中的相关描述。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。参见图4，柴油机进气道性能评估系统100包括：模型构建模块10、涡流比确定模块11、特性评估模块12和涡流比对模块13，其中：
模型构建模块10，用于获取待评估柴油机的发动机参数信息，并根据所述发动机参数信息构建发动机燃烧模型。
涡流比确定模块11，用于根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机的最佳涡流比，并根据所述待评估柴油机的气道信息构建气道稳态模型。
可选的，涡流比确定模块11还用于：根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机在不同涡流比的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物的燃烧结果；
对所述燃烧结果中的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行归一化处理，并对归一化处理后的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行加权平均计算，得到加权得分；
将最小加权得分对应的涡流比确定为所述最佳涡流比。
特性评估模块12，用于根据所述气道稳态模型确定所述待评估柴油机的气道平均涡流比和气道流量系数，并根据所述气道平均涡流比和所述气道流量系数对所述待评估柴油机的进气道进行气道特性评估。
可选的，特性评估模块12还用于：将所述气道平均涡流比与预存储的气道特性评估表进行匹配，得到目标流量系数；
若所述气道流量系数大于或等于所述目标流量系数，则判定所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估不合格；
若所述气道流量系数小于所述目标流量系数，则判定所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格。
涡流比对模块13，用于若所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，则获取所述待评估柴油机中进气门关闭时刻的瞬态涡流比，并将所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比进行涡流比对；若所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格，则判定所述待评估柴油机的进气道性能评估合格。
可选的，涡流比对模块13还用于：若所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估不合格，或所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对不合格，则对所述待评估柴油机的进气道进行气道结构调整；
根据气道结构调整后的所述待评估柴油机的气道信息，返回执行所述构建气道稳态模型的步骤及后续步骤，直至所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，且所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格。
进一步地，涡流比对模块13还用于：根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机在所述瞬态涡流比下的待校验结果；
对所述待校验结果中的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行归一化处理，并对归一化处理后的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行加权平均计算，得到待校验加权得分；
若所述待校验加权得分小于加权得分阈值，则判定所述待评估柴油机的气道燃烧特征校验合格；
若所述待校验加权得分大于或等于所述加权得分阈值，则判定所述待评估柴油机的气道燃烧特征校验不合格。
更进一步地，涡流比对模块13还用于：获取所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比之间的涡流比差值；
若所述涡流比差值小于涡流比阈值，则判定所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格；
若所述涡流比差值大于或等于涡流比阈值，则判定所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对不合格。
请参阅图5，本实施例的柴油机进气道性能评估系统100的具体实施步骤包括：
步骤一、燃烧模型的建立。建立发动机缸内流体力学计算模型，为了提高计算速度，模型只包含1/8的燃烧室结构，不含气道结构，以初始涡流比作为边界条件，计算柴油机进气门关闭时刻到排气门开启时刻区间内的缸内燃烧过程；
步骤二、最佳涡流比的选取。以0.2为间隔，从缸内计算模型的结果中，输出不同涡流比的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物的结果，并对结果进行归一化，再以0.4、0.3、0.3为权重，计算比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物的加权平均得分，得分最小值的方案对应的涡流比即为最佳涡流比取值。计算结果如表所示，可以看到，涡流比为1.8时为最佳涡流比；
步骤三、气道稳态的计算。建立气道流体力学稳态计算模型，包含进气道、气门、气门座圈和模拟气缸，模拟气缸长度为2.5倍缸径，涡流比检测的位置为1.75倍缸径处，分别计算并输出气道的平均涡流比和流量系数结果，本实施例中，结果为涡流比1.53，流量系数0.362；
步骤四、气道特性的评估；
步骤五、气道瞬态涡流比的评估。建立发动机进气过程流体力学计算模型，计算柴油机进气门开启时刻到进气门关闭时刻的进气过程，并输出进气门关闭时刻的瞬态涡流比值；
步骤六、气道涡流比的修改。根据步骤五中输出的进气门关闭时刻涡流比与步骤二的最佳涡流比的差异，修改气道结构，以改变涡流比大小，并重复步骤三至步骤六过程，直到进气门关闭时刻涡流比达到最佳涡流比的要求，本实施例中，由于瞬态涡流比为2.0，最佳涡流比为1.8，差异为0.2，在可接受范围内，因此，不再进行气道结构的修改；
步骤七、气道燃烧特性的校核。对最终的气道建立发动机缸内流体力学计算模型，计算进气门开始时刻至排气门开始时刻的进气燃烧过程，并输出比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物的结果，并对结果进行归一化，再以0.4、0.3、0.3为权重，计算比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物的加权平均得分，最终得分为0.66分。
本实施例中，不仅能够评估进气道自身的进气能力和涡流组织能力，还能评估进气道对柴油机燃烧排放的影响，可以在柴油机概念设计阶段指导进气道的设计选型，或在柴油机升级时指导气道的改进设计，通过获取待评估柴油机的发动机参数信息，根据发动机参数信息构建发动机燃烧模型，基于发动机燃烧模型能有效地确定到待评估柴油机的最佳涡流比，通过待评估柴油机的气道信息构建气道稳态模型，基于气道稳态模型能有效地确定到待评估柴油机的气道平均涡流比和气道流量系数，通过气道平均涡流比和气道流量系数，能有效地评估柴油机进气道的气道特性，通过获取待评估柴油机中进气门关闭时刻的瞬态涡流比，并将瞬态涡流比与最佳涡流比进行涡流比对，能有效地评估柴油机进气道的涡流组织性能，提高了柴油机进气道性能评估的准确性。
图6是本发明另一实施例提供的一种终端设备2的结构框图。如图6所示，该实施例的终端设备2包括：处理器20、存储器21以及存储在所述存储器21中并可在所述处理器20上运行的计算机程序22，例如柴油机进气道性能评估方法的程序。处理器20执行所述计算机程序22时实现上述各个柴油机进气道性能评估方法各实施例中的步骤，例如图1所示的S10至S50，或者图3所示的S31至S33。或者，所述处理器20执行所述计算机程序22时实现上述图3对应的实施例中各模块的功能，例如，图4所示的模块10至13的功能，具体请参阅图3对应的实施例中的相关描述，此处不赘述。
示例性的，所述计算机程序22可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器21中，并由所述处理器20执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序22在所述终端设备2中的执行过程。例如，所述计算机程序22可以被分割成模型构建模块10、涡流比确定模块11、特性评估模块12和涡流比对模块13，各模块具体功能如上所述。
所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器20、存储器21。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是终端设备2的示例，并不构成对终端设备2的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器20可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器21可以是所述终端设备2的内部存储单元，例如终端设备2的硬盘或内存。所述存储器21也可以是所述终端设备2的外部存储设备，例如所述终端设备2上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器21还可以既包括所述终端设备2的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器21用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器21还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现：
获取待评估柴油机的发动机参数信息，并根据所述发动机参数信息构建发动机燃烧模型；
根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机的最佳涡流比，并根据所述待评估柴油机的气道信息构建气道稳态模型；
根据所述气道稳态模型确定所述待评估柴油机的气道平均涡流比和气道流量系数，并根据所述气道平均涡流比和所述气道流量系数对所述待评估柴油机的进气道进行气道特性评估；
若所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，则获取所述待评估柴油机中进气门关闭时刻的瞬态涡流比，并将所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比进行涡流比对；
若所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格，则判定所述待评估柴油机的进气道性能评估合格。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种柴油机进气道性能评估方法，其特征在于，包括：
获取待评估柴油机的发动机参数信息，并根据所述发动机参数信息构建发动机燃烧模型；
根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机在不同涡流比的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物的燃烧结果；
对所述燃烧结果中的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行归一化处理，并对归一化处理后的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行加权平均计算，得到加权得分；
将最小加权得分对应的涡流比确定为最佳涡流比，并根据所述待评估柴油机的气道信息构建气道稳态模型；
根据所述气道稳态模型确定所述待评估柴油机的气道平均涡流比和气道流量系数，并根据所述气道平均涡流比和所述气道流量系数对所述待评估柴油机的进气道进行气道特性评估；
将所述气道平均涡流比与预存储的气道特性评估表进行匹配，得到目标流量系数；
若所述气道流量系数大于或等于所述目标流量系数，则判定所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估不合格；
若所述气道流量系数小于所述目标流量系数，则判定所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格；
若所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，则获取所述待评估柴油机中进气门关闭时刻的瞬态涡流比，并将所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比进行涡流比对；
若所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格，则判定所述待评估柴油机的进气道性能评估合格。
2.根据权利要求1所述的柴油机进气道性能评估方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估不合格，或所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对不合格，则对所述待评估柴油机的进气道进行气道结构调整；
根据气道结构调整后的所述待评估柴油机的气道信息，返回执行所述构建气道稳态模型的步骤及后续步骤，直至所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，且所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格。
3.根据权利要求2所述的柴油机进气道性能评估方法，其特征在于，所述对所述待评估柴油机的进气道进行气道结构调整，包括：
获取所述气道流量系数与所述目标流量系数之间的系数差值，并将所述待评估柴油机的车辆标识和所述系数差值与预存储的气道结构调整方案查询表进行匹配，得到气道调整方案，所述气道结构调整方案查询表中存储有不同车辆标识和系数差值与对应气道调整方案之间的对应关系；
获取所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比之间的涡流比差值，并将所述待评估柴油机的车辆标识和所述涡流比差值与所述气道结构调整方案查询表进行匹配，得到所述气道调整方案，所述气道结构调整方案查询表中存储有不同车辆标识和涡流比差值与对应气道调整方案之间的对应关系。
4.根据权利要求1所述的柴油机进气道性能评估方法，其特征在于，所述若所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格之后，还包括：
根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机在所述瞬态涡流比下的待校验结果；
对所述待校验结果中的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行归一化处理，并对归一化处理后的比油耗、氮氧化物排放物和碳烟排放物进行加权平均计算，得到待校验加权得分；
若所述待校验加权得分小于加权得分阈值，则判定所述待评估柴油机的气道燃烧特征校验合格；
若所述待校验加权得分大于或等于所述加权得分阈值，则判定所述待评估柴油机的气道燃烧特征校验不合格。
5.根据权利要求1至4任一所述的柴油机进气道性能评估方法，其特征在于，所述将所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比进行涡流比对，包括：
获取所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比之间的涡流比差值；
若所述涡流比差值小于涡流比阈值，则判定所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格；
若所述涡流比差值大于或等于涡流比阈值，则判定所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对不合格。
6.一种柴油机进气道性能评估系统，其特征在于，用于实现权利要求1-4任一项所述的柴油机进气道性能评估方法，所述柴油机进气道性能评估系统包括：
模型构建模块，用于获取待评估柴油机的发动机参数信息，并根据所述发动机参数信息构建发动机燃烧模型；
涡流比确定模块，用于根据所述发动机燃烧模型确定所述待评估柴油机的最佳涡流比，并根据所述待评估柴油机的气道信息构建气道稳态模型；
特性评估模块，用于根据所述气道稳态模型确定所述待评估柴油机的气道平均涡流比和气道流量系数，并根据所述气道平均涡流比和所述气道流量系数对所述待评估柴油机的进气道进行气道特性评估；
涡流比对模块，用于若所述待评估柴油机的进气道的气道特性评估合格，则获取所述待评估柴油机中进气门关闭时刻的瞬态涡流比，并将所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比进行涡流比对；若所述瞬态涡流比与所述最佳涡流比的涡流比对合格，则判定所述待评估柴油机的进气道性能评估合格。
7.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
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