内燃机工程

作者：李照宇,晋刚,王飞,李茂源,王英俊,程世豪

单位：华南理工大学 聚合物新型成型装备国家工程研究中心,广州 510641,华南理工大学 聚合物成型加工工程教育部重点试验室,广州 510641,华南理工大学 广东省高分子先进制造技术及装备重点试验室,广州 510641,华南理工大学 聚合物新型成型装备国家工程研究中心,广州 510641,华南理工大学 聚合物成型加工工程教育部重点试验室,广州 510641,华南理工大学 广东省高分子先进制造技术及装备重点试验室,广州 510641,比亚迪汽车有限公司,深圳 518118,华南理工大学 聚合物新型成型装备国家工程研究中心,广州 510641,华南理工大学 聚合物成型加工工程教育部重点试验室,广州 510641,华南理工大学 广东省高分子先进制造技术及装备重点试验室,广州 510641,华南理工大学 聚合物新型成型装备国家工程研究中心,广州 510641,华南理工大学 聚合物成型加工工程教育部重点试验室,广州 510641,华南理工大学 广东省高分子先进制造技术及装备重点试验室,广州 510641,比亚迪汽车有限公司,深圳 518118

关键词：柔性多体动力学,活塞裙部曲面设计,响应面模型,多目标优化,

针对某款4缸发动机搭建了活塞柔性多体动力学模型，提出活塞裙部曲面多目标优化设计方法。建立活塞温度场并通过试验验证，利用Optistruct对活塞缸套有限元模型进行自由度缩减，通过活塞裙部横向曲线和纵向曲线的关系将活塞裙部曲面参数化，收集相关参数在AVL EXCITE中建立活塞柔性多体动力学模型并通过试验验证模型可靠性。再以一个周期内活塞二阶运动、活塞裙部与缸套间油膜厚度和摩擦损失为优化目标，将活塞裙部曲面参数进行拉丁超立方采样。采用不同响应面模型对仿真模型进行拟合，并选取精度最高的径向基函数神经网络响应面模型，结合非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ， NSGA-Ⅱ）算法对活塞裙部曲面进行多目标优化，得到Pareto解集并选取其中所需解进行对比验证。优化后活塞最大径向位移减少1.16%，最大倾斜角减小2.32%，最小油膜厚度增加6.00%，摩擦损失降低2.63%。

来源：2025年第5期

《内燃机工程》期刊编辑部

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