对汽车发动机性能的优化讨论进展引言从 20 世纪末，汽车行业的竞争已从单一的性能竞争转向性能、环保、节能等多元综合竞争。仅就汽车发动机而言，为应对世界能源危机和减少对环境污染，其讨论开发工作已侧重于降低油耗、减少排放、轻质及减少磨损等方面，在这些讨论中优化技术将得到广泛的应用。近年来，汽车发动机优化工作是根据航空航天发动机所建立及应用的优化技术，并已经取得了一定的进展。1 对汽车发动机优化技术的讨论和应用现状目前各类发动机研发工作的共同重点包括降低油耗、减少排放、减轻质量以及减少磨损等，为了达到这些目标，在发动机设计中应用优化技术是一个重要的手段。当前发动机的优化工作主要在发动机结构、材料、燃料及燃烧、排放以及多学科优化等几个方面展开。第一方面对发动机结构及材料优化技术：发动机结构优化主要是优化关键零部件的形状以改善发动机性能。新型复合材料如碳化硅、氮化硅、氧化锆、石墨及合成石墨等不断用于发动机结构。通过建立发动机复合材料叶片各截面应力应变解析式和最大应力准则，对叶片进行最大强度的优化分析。第二方面是对发动机燃烧优化技术：随着世界能源问题和环境污染问题的日趋严重，汽车作为污染环境和消耗能源的大户，备受人们的关注。发动机燃烧过程直接影响节能和环保，对发动机燃烧过程优化的讨论越来越受到重视。主要是从喷射系统、进气管系、燃烧室形状等几方面对其进行优化设计。在发动机燃烧喷射系统方面，借助于先进电子控制技术，能准确地调节燃油供给，优化喷油定时和喷油次数，控制气缸内的混合状态、燃烧室内的燃油分布，降低排放污染。对新型脉动式电控燃油喷射系统的喷射定时问题，讨论了发动机直接喷射技术的优化问题。第三方面是发动机多学科优化技术：发动机设计以结构、热力、燃烧、强度、振动、流体、传热等多个学科为基础，可变因素多，随机性大，是一个可变互耦系统的优化问题。多学科设计优化通过充分利用各个学科之间的相互作用所产生的协同效应，获得系统的整体最优解，主要体现在在以下几个方面。第一是：多目标优化，发动机的优化涉及到多个目标，与单目标优化问题不同的是这些目标函数往往耦合在一起，且每一个目标具有不同的物理意义和量纲。它们的关联性和冲突性使得对其优化变得十分困难。多目标优化方法可以分为如下两大类并且已在发动机的优化设计中得到了应用；第二是不确定性优化：在发动机的生产及实际使用中，总是存在着材料特性、制造、装配...
