(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111552516.3 (22)申请日 2021.12.17 (71)申请人 中国船舶重 工集团公司第七一 一研 究所 地址 201108 上海市闵行区华宁路31 11号 (72)发明人 金江善　黄立　董建福　张通　 董晓露　罗岩　 (74)专利代理 机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人 喻学兵 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 喷油器先导阀优化设计方法 (57)摘要 一种喷油器先导阀优化设计方法， 其通过优 化参数配置提高可靠性， 建立电磁阀的响应模 型； 选取优化目标和优化参数， 优化目标包括电 磁阀的释放响应时间和吸合响应时间， 优化参数 包括电磁阀的残余气隙、 线圈匝数、 弹簧预紧力， 优化参数的特性区间服从3σ原则； 对设计向量 和不确定向量进行采样； 在响应模型的基础上， 对各设计变量进行一定约束， 进而建立电磁阀的 鲁棒性优化模 型； 结合采样数据构造鲁棒性优化 模型中的近似模 型； 采用优化算法进行近似模型 的整合及计算； 验证得到的全局优化解的有效 性， 分别对优化前后的参数， 根据响应时间波动 情况， 进行稳健 性评估。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 114201921 A 2022.03.18 CN 114201921 A 1.喷油器先导阀优化设计方法， 所述先导阀包括电磁阀， 所述电磁阀包括线圈和控制 阀杆， 所述控制阀杆被施加有弹簧预紧力， 所述线圈用于吸合或释放所述控制阀杆， 其特征 在于， 所述方法包括： 根据燃油喷射系统对先导阀响应特性的要求， 建立所述电磁阀的响应模型； 选取优化目标和优化参数， 所述优化目标包括所述电磁阀的释放响应时间和吸合响应 时间， 所述优化参数包括所述电磁阀的残余气隙、 线圈匝数、 所述弹簧预紧力， 并确定所述 优化参数的选取 范围， 优化 参数的特性区间服从3σ 原则； 对设计向量和不确定向量进行采样， 所述设计向量包括所述优化参数， 所述不确定向 量包括除所述优化 参数外的电磁阀的其 他影响因素； 在所述响应模型的基础上， 对所述电磁阀的吸合响应时间以及释放响应时间与维持所 述电磁阀吸合的电磁力进行一定约束， 进 而建立电磁阀的鲁棒 性优化模型； 结合采样数据构造所述鲁棒 性优化模型中的近似 模型； 采用优化 算法进行 所述近似 模型的整合及计算； 以及 验证得到的全局优化解的有效性， 分别对优化前后的参数， 根据响应时间波动情况， 进 行稳健性评估。 2.如权利要求1所述的喷油器先导阀优化设计方法， 其特征在于， 在所述整合及计算之 前， 获取近似模型 的近似响应值和所述鲁棒性优化模型 的真实响应值， 以验证所述近似模 型的精度， 若精度不满足要求， 则对构造所述近似模型 的步骤和验证所述近似模型精度的 步骤进行循环， 在循环过程中调节所述近似 模型， 直到所述近似 模型的精度满足要求。 3.如权利要求2所述的喷油器先导阀优化设计方法， 其特征在于， 所述循环还包括对设 计向量和不确定向量进行采样的循环， 在循环过程中同时调节所述采样。 4.如权利要求1所述的喷油器先导阀优化设计方法， 其特 征在于， 所述约束包括： 其中， Ta为吸合响应时间， Tb为释放响应时间； Fmag为维持阶段的电磁力； RAG为残余气 隙、 F0为弹簧预 紧力， N为线圈匝数； μ、 σ 为考虑 误差因素时各变量及目标响应的均值和标准 差； 下标min表示最小值， 下标max表示最大值， 下标U表示上限， 下标L表示下限； 公式(1)、 (2)中的mi n表示优化方向为越小越好。 5.如权利要求1所述的喷油器先导阀优化设计方法， 其特征在于， 所述采样方法为最优 拉丁超立方采样。 6.如权利要求1所述的喷油器先导阀优化设计方法， 其特征在于， 所述近似模型为 Kriging近似模型。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114201921 A 27.如权利要求1所述的喷油器先导阀优化设计方法， 其特征在于， 所述优化算法为遗传 算法。 8.如权利要求7所述的喷油器先导阀优化设计方法， 其特征在于， 在遗传算法执行后的 结果中综合 考虑选择由所述优化目标构成的二维Pareto前沿中离原点 最近的点 为最优解。 9.如权利要求1所述的喷油器先导阀优化设计方法， 其特征在于， 在所述稳健性评估的 步骤中， 采用蒙特卡罗描述 性抽样在优化前后各优化 参数值的附近随机抽取样本点。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114201921 A 3