均質(zhì)充氣壓縮點燃（Homogeneous Charge Compression Ignition,HCCI）發(fā)動機(jī)以其低污染氣體排放和高燃油利用率等優(yōu)點,成為了當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的研究熱點。然而,HCCI燃燒過程中缸內(nèi)均質(zhì)混合氣體的燃燒完全取決于氣體自身的化學(xué)動力學(xué)。這導(dǎo)致了表征其性能的量——燃燒正時難以確定,進(jìn)而無法對燃燒正時進(jìn)行控制。因此,對燃燒正時進(jìn)行準(zhǔn)確估計是對其進(jìn)行精確控制的重要前提。近年來,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn),使利用黑箱模型對燃燒正時進(jìn)行估計成為了可能,并取得了一定的成果,但是仍然存在未考慮HCCI發(fā)動機(jī)實際工作時工況的復(fù)雜性、使用混合燃料時燃料辛烷值對燃燒正時的影響以及燃燒循環(huán)間的耦合關(guān)系造成的估計不準(zhǔn)的問題。因此,本文針對上述問題,利用長短期記憶（Long Short-Term Memory,LSTM）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搭建黑箱模型對燃燒正時進(jìn)行估計,并使用振動加速度信號對上述模型進(jìn)行修正,確保了估計結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文主要工作總結(jié)如下:1.燃燒正時影響變量的研究本文在發(fā)動機(jī)仿真軟件GT-POWER中搭建HCCI發(fā)動機(jī)仿真模型,將其與MATLAB/SIMULINK環(huán)境進(jìn)行聯(lián)合,搭建聯(lián)合仿真... 

【文章來源】：重慶郵電大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

018年各國二氧化碳排放占比

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章引言1第1章引言1.1混合燃料HCCI發(fā)動機(jī)研究背景與意義21世紀(jì)以來，隨著各國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和汽車保有量的持續(xù)增加，環(huán)境污染和不可再生資源短缺問題成為了人類社會的兩大挑戰(zhàn)。其中，溫室氣體排放過多造成的全球變暖已然成為各國所面臨的最嚴(yán)峻的環(huán)境問題。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IntergovernmentalPanelonClimateChange,IPCC)在其發(fā)布的第五次報告中指出[1]：2015年大氣中二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)等溫室氣體的濃度分別為400ppm、1845ppb和328ppb，分別比工業(yè)革命(1750年)前增加了44%、156%和21%。同時，根據(jù)英國石油公司(BPAmoco)的統(tǒng)計報告[2]，2018年二氧化碳排放量位于前五的國家分別占全球二氧化碳排放總量的比例如圖1.1所示。由圖1.1可知，我國2018年的碳排放量在全球碳排放總量中占了相當(dāng)大的比例，以27.82%的排放占比位居全球第一。此外，全球各國2000~2018年的碳排放量如圖1.2所示，從圖中可以看出，2005年以前，全球碳排放量第一的國家是美國，2005年以后，中國的碳排放量趕超美國，成為全球第一，且增長率居高不下，遠(yuǎn)高于其他國家。因此，控制碳排放對我國來說刻不容緩。圖1.12018年各國二氧化碳排放占比圖1.22000~2018年各國二氧化碳排放量

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章引言2與此同時，BP公司還在統(tǒng)計報告中指出[2]：2018年全球一次性能源的消耗量增長率達(dá)到了2.9%，為2010年以來的最高增速。其中，中國、美國及印度貢獻(xiàn)了全球能源需求增長的三分之二。此外，近二十年來全球一次性能源消耗排名前五的國家每年所消耗的一次性能源情況和2018年它們所消耗的不可再生資源在全球消耗總量中的占比分別如圖1.3和圖1.4所示。圖1.32000~2018年各國一次性能源消耗量圖1.42018年各國一次性能源消耗比例由圖1.3可知，我國近20年來一次性能源的消耗量和碳排放量有著相似的變化規(guī)律。其主要原因是我國工業(yè)化和城市化的進(jìn)程逐漸加快，交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展迅速，尤其是以小汽車為代表的各種交通運(yùn)輸工具的極速增長。國家統(tǒng)計局指出：2019年末全國民用汽車保有量26150萬輛（包括三輪汽車和低速貨車762萬輛），比上年末增加了2122萬輛。其中私人汽車保有量22635萬輛，增加1905萬輛；民用轎車保有量14644萬輛，增加1193萬輛；私人轎車保有量13701萬輛，增加1112萬輛[3]。由此可知，交通運(yùn)輸業(yè)在我國節(jié)能減排進(jìn)程中有著至關(guān)重要的作用，提高車輛的燃油利用率和降低其尾氣排放勢在必行。因此，為了緩解上述問題，各國紛紛出臺了近乎苛刻的排放標(biāo)準(zhǔn)。各大汽車廠商也在不斷進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的革新，以期提高燃油利用率和達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于黑箱模型和RBF-PID的HCCI發(fā)動機(jī)燃燒正時控制[J]. 鄭太雄,潘松,李永福,楊斌.  儀器儀表學(xué)報. 2015(11)
[2]柴油均質(zhì)壓燃燃燒循環(huán)變動的試驗研究[J]. 徐敏,桂勇,孫祐成,石磊,鄧康耀.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2014(01)
[3]利用振動加速度識別HCCI發(fā)動機(jī)燃燒始點[J]. 唐娟,程勇,馬宗正,黃敏莉.  機(jī)械工程學(xué)報. 2011(04)
[4]燃料特性對HCCI發(fā)動機(jī)燃燒和工況范圍影響[J]. 劉海峰,鄭尊清,張波,堯命發(fā),陳征.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報. 2009(03)

碩士論文
[1]正庚烷/異戊醇混合燃料HCCI燃燒與排放特性研究[D]. 劉召震.長安大學(xué) 2018
[2]利用結(jié)構(gòu)分解和參數(shù)分解的灰箱建模方法建立化學(xué)反應(yīng)器模型[D]. 劉華.北京化工大學(xué) 2011
[3]拓展汽油HCCI燃燒運(yùn)行范圍的試驗研究[D]. 陳韜.天津大學(xué) 2007



本文編號：3556574