第1期（总第234期） 2018年2月
车用发动机 VEHICLEENGINE
基于BP神经网络预测正庚烷-乙醇
混合燃料自燃温度
陈若龙”，韩永强”，李润钊”，张一鸣，安东“，孙博
(1.吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林长春130022；
2长春一汽四环发动机制造有限公司，吉林长春130013）
No (Serial No 234)
Feb 2018
摘要：正庚烷-乙醇混合燃料的自燃温度对研究反应控制压燃(RCCI)具有重要的参考意义。采用BP神经网络预测正庚烷-乙醇混合燃料自燃温度，该神经网络模型以正庚烷掺混比、当量比和进气压力为输入，自燃温度为输出，单层隐含层有16个节点时选代过程均方误差和训练状态梯度均最小。研究结果表明：对神经网络模型训练、验证、测试的线性系数和全局线性系数R分别为099778,09979，099492和099733，预测精度较高；验证了该神经网络模型对正庚烷掺混比、当量比和进气压力变化的泛化能力，预测值与试验值的误差均在允许范图内，因此本模型得到的预测值与试验值具有好的一致性，
关键词：BP神经网络；正庚烷；乙醇；混合燃料；自燃温度；预测
DOI:10 3969/j issn 1001-2222 2018 01 002 中图分类号：TK464文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2018)01-0010-06
可燃物在没有外部火源的作用下，因受热或自
身发热所产生的自行燃烧称为自燃，自燃温度是在特定试验条件下，可燃混合物在空气中自燃的最低温度1-3]。近些年提出的反应控制压燃(RCCI)双燃料燃烧策略有提高内燃机燃烧热效率、降低NO 及颗粒物排放的潜力4-5」，RCCI的双燃料燃料特性需具有较大差异，因此本研究选择正康烷和之醇作为燃料。正庚烷具有较高十六烷值，与柴油的自燃特性相似6-7；乙醇辛烷值较高，抗爆性较好，因而作为汽油抗爆添加剂被广泛应用。
人工神经网络已经在智能控制、模式识别、组合优化和仿真预测等领域广泛应用"」，其最具代表性的BP神经网络特别适用于处理非线性问题。本研究申正康烷-之醇混合燃料的自燃温度与其影响因素一一正庚烷掺混比、当量比和进气压力之间是非线性关系，因而采用BP神经网络来预测正庚烷-乙醇混合燃料的自燃极限。
试验理论及方法 1
1.1试验条件
图1示出定容燃烧弹试验平台原理。定容燃烧收稿日期：2017-09-04；修回日期：2018-01-16
弹试验平台由进气系统、定容燃烧弹弹体、燃油供给系统、喷油控制系统、温控系统、排气系统和数据米集系统组成。燃烧弹弹体材料采用45号钢，设计安全压力和温度分别为28MPa，900℃.其主要由上盖板、燃烧室和下盖板组成，采用螺栓进行连接，燃烧室为圆柱形，高为83mm，直径为132mm，容积为1014L。进气系统能够精准控制进人弹体内的空气压力，当弹体内压力达到预定压力后，燃油供给系统将一定正庚掺混比的正庚烷-乙醇混合燃料注入燃烧室，以获得具有不同当量比的可燃混合物喷射压力始终比燃烧弹弹体内压力高出5MPa，以促进均质可燃混合气的形成。喷油脉宽和喷油次数由喷油控制系统来控制，在对燃烧室进行加热之前要留有一定时间使燃料和空气充分混合。电加热管放置在燃烧弹弹体内部径向106～116mm处，用来对弹体进行加热，通过调节调压器改变加热管对燃烧弹弹体的加热功率，弹体外部的加热圈起到辅助加热和保温的作用。通过温度传感器和压力传感器来检测温度和压力的动态变化。3个温度传感器分别置于距离弹体底部42mm，半径为0，33，44mm 的3个径向圆上。根据温度标定试验的结果分析，
基金项目：国家自然科学基金（51576089）；研究生创新基金（2016026）；吉林大学研究生创新基金资助项目(2017125）作者简介：陈若龙（1993一），男，硕士，主要研究方向为内燃机公害与控制erlong226@163eom