预测双燃料发动机活塞表面最高温度的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于温度监测技术领域，提供了一种预测双燃料发动机活塞表面最高温度的方法和装置，所述方法包括：实时获取影响双燃料发动机活塞表面最高温度的影响因素数据；所述影响因素数据包括发动机转速、柴油替代率、发动机功率、喷油提前角和NOx浓度；根据所述影响因素数据，利用预先构建的活塞表面最高温度预测模型对活塞表面的最高温度进行预测，并输出预测得到的活塞表面的最高温度；实现了对所述双燃料发动机活塞表面的最高温度的实时、有效、准确地预测，使得可以通过判断活塞的当前热负荷是否超过正常范围，防止活塞出现热负荷超标情况，确保了双燃料发动机的可靠运行。

Method and Device for Predicting the Maximum Surface Temperature of Piston in Dual Fuel Engine

The invention is applicable to the field of temperature monitoring technology, and provides a method and device for predicting the maximum temperature of the piston surface of a dual fuel engine. The method includes: acquiring the influencing factors data of the maximum temperature of the piston surface of a dual fuel engine in real time; the influencing factors data include engine speed, diesel oil substitution rate, engine power, injection advance angle and NOx concentration; According to the data of the influencing factors, the highest temperature of the piston surface is predicted by using the pre-constructed prediction model of the highest temperature of the piston surface, and the highest temperature of the piston surface is output. The real-time, effective and accurate prediction of the highest temperature of the piston surface of the dual-fuel engine is realized, so that the current thermal load of the piston can be judged whether or not it is excessive. Excessive normal range prevents the piston from overheating and ensures the reliable operation of the dual fuel engine.

【技术实现步骤摘要】
预测双燃料发动机活塞表面最高温度的方法和装置
本专利技术属于温度监测
，尤其涉及一种预测双燃料发动机活塞表面最高温度的方法和装置。
技术介绍
发动机可靠性是衡量内燃机质量的重要指标之一，也是内燃机可持续发展的关键。双燃料发动机是在纯柴油发动机基础上改装而来，与纯柴油机一样，通过采用爆震传感器检测双燃料发动机爆震，保证发动机的可靠运行。然而，在双燃料发动机的使用过程中，有可能会出现爆震传感器未检测到爆震信号的情况下，发动机活塞却已经出现热裂、烧损、熔顶等恶性事故，极大限制了双燃料发动机的商用前景。究其原因，一是因为双燃料发动机添加新的燃料，与纯柴油机相比燃烧过程、放热规律变得更为复杂，使得发动机活塞承受的热负荷也发生较大改变。二是因为燃烧过程易受燃烧边界条件影响，比如，在夏天高温环境下工作、翻越陡坡或者中冷器出现故障时，发动机使用过程中容易出现放热异常，最终导致活塞热负荷超标，出现上述恶性事故。发动机活塞表面的温度分布是活塞热负荷的具体量化，活塞表面的最高温度体现了活塞热负荷的最大值，目前，对活塞热负荷研究是基于有限元分析计算，无法对活塞表面的最高温度进行实时预测。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种预测双燃料发动机活塞表面最高温度的方法，其特征在于，包括：实时获取影响双燃料发动机活塞表面最高温度的影响因素数据；所述影响因素数据包括发动机转速、柴油替代率、发动机功率、喷油提前角和NOx浓度；根据所述影响因素数据，利用预先构建的活塞表面最高温度预测模型对所述双燃料发动机活塞表面的最高温度进行预测，并输出预测得到的所述双燃料发动机活塞表面的最高温度。

【技术特征摘要】
1.一种预测双燃料发动机活塞表面最高温度的方法，其特征在于，包括：实时获取影响双燃料发动机活塞表面最高温度的影响因素数据；所述影响因素数据包括发动机转速、柴油替代率、发动机功率、喷油提前角和NOx浓度；根据所述影响因素数据，利用预先构建的活塞表面最高温度预测模型对所述双燃料发动机活塞表面的最高温度进行预测，并输出预测得到的所述双燃料发动机活塞表面的最高温度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，构建所述活塞表面最高温度预测模型，包括：获取n组模型构建样本数据，每组模型构建样本数据包括一个温度样本数据以及p个与所述温度样本数据对应的影响因素样本数据；所述影响因素样本数据包括发动机转速、柴油替代率、发动机功率、喷油提前角和NOx浓度；利用所述模型构建样本数据，通过偏最小二乘回归法与舍一交叉验证算法构建所述活塞表面最高温度预测模型。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述模型构建样本数据，通过偏最小二乘回归法与舍一交叉验证算法构建所述活塞表面最高温度预测模型，包括：利用所述影响因素样本数据构建自变量矩阵X＝(x1,x2,…,xp)n×p，利用所述温度样本数据构建因变量矩阵Y＝(y)n×1；并对所述自变量矩阵X＝(x1,x2,…,xp)n×p和所述因变量矩阵Y＝(y)n×1进行标准化，得到自变量矩阵X＝(x1,x2,…,xp)n×p的标准化矩阵Ei和因变量矩阵Y＝(y)n×1的标准化矩阵Fi，i＝0；初始化最大跌代次数为T，进入下述迭代步骤：提取Ei的主轴ωi+1和主成分ti+1，分别求取Ei和Fi对所述主成分ti+1的回归方程以及残差矩阵Ei+1、Fi+1；利用舍一交叉验证法计算交叉有效性值并判断所述交叉有效性值是否小于或等于预设交叉有效性值C；若所述交叉有效性值大于预设交叉有效性值C，则判断i+1是否小于T；若i+1<T，则令i＝i+1，并进入下一次迭代步骤；若所述交叉有效性值小于或等于预设交叉有效性值C，或者，i+1≥T，则根据交叉有效性获得的i+1个主成分t1、t2…ti+1，求取F0对t1、t2…ti+1的多元线性回归方程F0＝t1r′1+t2r′2+…+ti+1r′i+1，并将所述多元线性回归方程恢复为由E0表示，得到所述活塞表面最高温度预测模型。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述提取Ei的主轴ωi+1和主成分ti+1，分别求取Ei和Fi对所述主成分ti+1的回归方程以及残差矩阵Ei+1、Fi+1，包括：提取Ei的主轴Ei的主成分ti+1＝Ei·ωi+1；求取Ei对所述主成分ti+1的回归方程以及残差矩阵Ei+1为：Ei+1＝Ei-ti+1·pi+1T；求取Fi对所述主成分ti+1的回归方程以及残差矩阵Fi+1为：Fi+1＝Fi-ti+1·ri+1T；5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用舍一交叉验证法计算交叉有效性值包括：定义交叉有效性值其中，yi为第i个温度样本数据，为F0对所述主成分t1、t2…ti+1的回归方程的拟合值；的求取过程如下：对n...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉静，李坤颖，唐琪，刘君尧，汪卫明，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44