شبیه سازی تاثیر زمان بندی متغیر دریچه ها بر مصرف سوخت و آلایندگی خام در موتورهای پرخوران احتراق جرقه ای تزریق درگاهی به کمک یادگیری رایانه ای

با تداوم نقش موتورهای احتراق داخلی در سامانه حمل ونقل، نیاز به روش های کارآمد برای نگاشت بهینه عملکرد و آلایندگی آن ها بیش از پیش احساس می شود. روش های نگاشت مبتنی بر آزمایش صرف، زمان بر و پرهزینه هستند و قادر به کشف تعاملات پیچیده و غیرخطی بین متغیرهای موثر نیستند. این پژوهش با به کارگیری یک راه حل ترکیبی طرح آزمون و یادگیری رایانه ای، به شبیه سازی مصرف سوخت ویژه ترمزی و آلاینده های HC و NOx در یک موتور بنزینی پرخوران پرداخته است. دو روش پیشرفته با استفاده از یک طرح آزمون بهینه شده مبتنی بر روش فدوروف آموزش داده شدند و عملکرد آن ها در شرایط مختلف حجم داده (از ۱۲.۵% تا ۵۰% از فضای طراحی) مقایسه گردید. در شرایط داده های محدود (۲۵% از داده ها)، هر دو روش به دلیل مقاومت ذاتی در برابر بیش برازش، عملکرد نسبتا پایداری در پیش بینی آلاینده های HC و NOx نشان دادند. با این حال، خطای پیش بینی این متغیرها در مقایسه با مصرف سوخت همچنان قابل توجه بوده که لزوم توسعه بیشتر روش و اعتبارسنجی تجربی نتایج را نشان می دهد. با افزایش داده به ۵۰%، هر دو روش به دقت قابل قبولی دست یافتند. مقادیر میانگین R۲ برای BSFC، NOx و HC بترتیب به ۹۹%، ۹۶% و ۹۰ % رسید. این رویکرد نشان داد که می توان با تنها ۵۰% از داده های آزمایشی، به دقت مطلوب در نگاشت دست یافت که به معنای کاهش ۵۰ درصدی زمان و هزینه های آزمایش است.

کلیدواژه ها:

یادگیری رایانه ای ، طرح آزمون ، نگاشت موتور ، مصرف سوخت ، آلایندگی