干扰及偏置电压对火花塞检测信号影响的试验研究

研究了在用火花塞作为传感器直接测量发动机燃烧状态的检测电路中，各种干扰以及电路中所加偏置电压对检测信号的影响，对由火花点火的高频信号和交流工频信号所产生的干扰进行了试验研究，提出了具体的解决措施和方案，另外在研究中还发现，当偏置电压不同时，通过火花塞所产生的离子电流的幅值和持续时间不同，在检测信号中出现单峰和双峰现象，由点火所产生的离子电流信号与集团电压的值关系较大，而燃烧后期所产生的离子电流信号与缸内的压力温度有直接关系，通过对DA462－A型发动机的试验研究，获得了较为理想的火花塞检测电路和离子电流信号曲线，为用火花塞作为传感器实现汽油发动机缸内燃烧信号的检测奠定了试验研究基础。     

基于小波阈值去噪的离子电流信号研究

在发动机上利用火花塞检测电极间离子电流信号,应用小波阈值收缩去噪方法对实测离子电流信号进行滤波去噪,去噪后的信号能够清晰地分离点火、火焰前锋区和焰后区,且由点火产生的峰值在上止点前5~6°CA,前锋区峰值在上止点附近,焰后区峰值与压力峰值位置相差<1°CA。当相对空燃比在0.9~1.2变化时,去噪后离子电流前锋区峰值和焰后区峰值均随相对空燃比的增加而下降。     

电场对甲烷-空气混合气燃烧特性的影响

利用定容燃烧弹研究了外加电场对甲烷-空气混合气燃烧特性的作用。加载电压为0、-5、-10和-12 kV,混合气的过量空气系数λ分别为0.8、1.0和1.6,代表浓燃、当量比和稀燃三种混合气状态。结果表明,电场方向上的火焰发展半径和火焰传播速度明显增加,原先近似圆球形的火焰形状发生变化。特别是稀燃混合气,电场作用下火焰的传播状况增加最为显著,火焰近似呈圆柱形。在加载电压为-12 kV时,对于λ=0.8、1.0和1.6的混合气,火焰拉伸速度最大值分别增加了42.3%、29.7%和111.7%。同时,混合气燃烧压力的发展明显加快,压力峰值出现的时间明显提前。对于浓燃和当量比浓度的混合气,压力峰值变化不大,而稀燃混合气的压力峰值增加较为明显。在-12 kV电压作用下,浓燃、当量比和稀燃三种状态下混合气的压力峰值时间提前了13.4%、7.5%和24.6%,相应的燃烧压力峰值增大了2.2%、1.0%和8.1%。本文应用外加电场对燃烧火焰产生的离子风效应及其对传播火焰形成的拉伸作用对试验结果进行了说明。     

重型柴油车的排放及控制措施

鉴于柴油车的氮氧化物(NOx)和微粒(PM)较高,而两者之间又存在此消彼长的矛盾,通过分析NOx和PM的生成基理,从燃油,柴油机改进以及尾气后处理系统三方面论述了NOx和PM排放的影响因素及控制措施,并针对重型压燃式发动机国Ⅳ和国Ⅴ阶段排放标准,比较了目前国际较为通用的优化燃烧+选择性催化还原控制策略,以及废气再循环+颗粒过滤器控制策略这2种技术路线的优缺点。     

火花塞电极离子电流的初步探讨及其应用研究

通过分析和研究流经火花塞电极之间的离子电流,提出了直接利用火花塞电极作为传感器检测汽车发动机燃烧室内工作过程信号的新方法。在火花塞电极上加一偏置电压,当燃气燃烧时,燃气与氧气发生作用并产生大量离子,燃气离子通过火花塞电极间隙即可形成离子电流。本文对离子电流的检测原理,离子电流的基本特性进行了详细的分析和研究,对离子电流及信号电压与偏置电压的关系,离子电流和信号电压与火花塞电极间隙之间的关系进行了试验研究,并成功地检测出发动机燃烧膨胀行程中的离子电流信号,为将火花塞作为检测传感器进行深入细致的研究奠定了基础。     

火花塞离子电流检测及积碳对离子电流的影响

在火花塞电极上加一偏置电压,当混合气燃烧时,混合气与氧气发生反应并产生大量离子,离子通过火花塞电极间隙形成离子电流。本文对该离子电流的检测原理,离子电流的基本特性进行了详细的分析和研究,提出了直接利用火花塞电极作为传感器检测汽车发动机燃烧室内工作过程的新办法,作者对离子电流与信号电压的关系,离子电流与偏置电压的关系,积碳对离子电流的影响进行了试验研究,并成功地检测出发动机气缸内工作过程中的离子电流信号,为将火花塞作为检测传感器进行深入细致的研究奠定了基础     

采用多电极对发动机进行离子电流测量的研究

在火花点火发动机的气缸内九个不同位置进行离子电流信号采集,其中火花塞作为一个测量电极,同时气缸垫上布置八个离子电流测量电极。通过比较火花塞测量得到的离子电流信号与气缸垫上电极测得的信号之间的异同,并选取气缸垫上多个离子电流出现时刻的平均值特征参数,建立离子电流与缸内燃烧参数之间的联系。分析了不同工况下离子电流出现时间的平均值与缸内压力之间的相关系数,结果表明:将离子电流测量电极布置在发动机气缸垫上,测量得到的离子电流能够避免点火信号的干扰。在不同的点火提前角、空燃比和转速下,第三到第七电极测量得到的离子电流出现时间的平均值与压力峰值的相关系数均在0.9以上,说明离子电流信号反映的火焰传播与压力密切相关。     

利用离子信号计算已燃质量分数

在定容燃烧弹中分别用离子信号和压力对已燃质量分数进行了研究,通过对点火电极附近离子信号的研究表明,其信号分别在点火、火焰前锋与后区中存在3个峰值。利用从点火到达火焰前锋与后区两个峰值的时间间隔以及所测量的压力值分别计算了已燃质量分数,其结果表明,两方法所计算出的已燃质量分数比较一致,当相对空燃比等于1时,已燃质量分数曲线较为陡峭;而当其偏离1时,曲线逐渐平坦,并且起始位置也愈加滞后,选取系数为0.98的计算结果表明,当相对空燃比在0.9～1.1附近时,两者计算结果的最大差值小于10%。     

一种新型发动机失火检测方法的探讨

讨论了一种新型的发动机失火检测方法。利用发动机本身的火花塞作为传感器 ,通过外加一个偏置电压 ,在火花塞两极之间形成稳定的离子电流 ,失火时火花塞间离子电流的幅值发生变化。通过监测幅值的变化就可实现失火的检测。试验时通过增大火花塞间隙、增加火花塞电极间积碳和断电三种方法产生失火 ,同时记录检测离子电流失火信号。试验结果表明用离子电流法检测失火准确 ,直观 ,便捷。     

离子电流法爆震强度信号的评价分析

提供了一种无需使用传感器即可实现汽油发动机爆震测量的离子电流法。通过在火花塞电极两端加偏置电压的方法，在DA462－A型4缸汽油机的台架试验中，成功地检测出汽油机在不同爆震强度时的离子电汉信号，并根据离子电汉信号的特征选用了4种爆震强度评价指标，经分析计算表明各工况爆震强度的合理递进顺序，由此证明了火花塞离子电流爆震信号可以用于爆震强度的评价分析，作为汽油机爆震电控的反馈信号。