南方摩托车发动机早燃检测实验研究

本文描述了一种直接利用火花塞电极作为传感器检测南方摩托车发动机早燃的方法,作者在文章中详细分析及讨论了离子电流的产生机理.为了检测南方摩托车发动机早燃现象,利用其气缸内燃烧时产生大量的离子电流信号所包含的丰富燃烧信息,对其火花塞正常点火和炽热点火离子电流显示的波形进行研究分析,从而确定是否发生早燃.实际应用结果表明,这种检测方法具有较大的实际价值.     

正常燃烧与部分燃烧的离子电流研究

进行了定容燃烧弹正常燃烧和部分燃烧的实验,对测得的这两种燃烧状态的离子电流、压力、温度信号以及用高速摄影同步拍摄的火焰发展的纹影图片进行了对比研究和分析,结果表明,正常燃烧的离子电流信号具有三个明显特征 ,即点火、火焰前锋区和焰后区三个阶段;而部分燃烧由于温度较低,只有点火和火焰前锋区信号;部分燃烧的压力和温度最大值小于正常燃烧的值,并且火焰发展和传播速度缓慢,出现"ω"形火焰.采用离子电流峰值法和积分法分别对正常燃烧和部分燃烧的计算显示,部分燃烧时的离子电流信号峰值总是小于正常燃烧的值,特别是部分燃烧的积分值大大低于正常燃烧的值.     

预混层流燃烧中离子电流与火焰传播速度的相关性研究

在当量空燃比φa=1、初始压力P0=0.1MPa、初始温度T0=300K、离子电流装置偏置电压U=400V的条件下,对压缩天然气掺氢(CNG+H2)、液化石油气(LPG)、二甲醚(DME)在定容燃烧弹中的球形火焰燃烧过程进行了分析,分别测量了三种燃料的层流火焰传播速度、离子电流以及燃烧压力,利用相关性原理探讨了预混层流火焰传播速度与离子电流之间的关系,研究结果表明:正常燃烧的离子电流通常由点火、火焰前锋以及焰后区三部分组成,而火焰传播速度与焰后区离子电流峰值的样本相关系数在0.51～0.95之间.因此,三种燃料焰后区的离子电流峰值与层流火焰传播速度之间均存在一定的相关性.     

汞离子频标数据采集系统的小型化设计

为实现汞离子微波频标电子伺服系统的小型化,设计了一种基于FPGA的汞离子频标数据采集系统。采用宽带、高速、低功耗的微芯片电路模块对离子跃迁谱线的微弱荧光信号进行放大、整形、降噪处理;利用FPGA高速光子计数法对信号进行采集。取代了传统的计算机软件LABVIEW与商用仪器结合的数据采集系统,实现了对离子微波频标物理系统中微弱荧光信号的有效采集。     

ADS注入器Ⅰ真空测量与控制系统研制

本文完成了ADS注入器Ⅰ真空测量系统及其相关设备控制系统的设计,详细阐述了测量方法、控制逻辑、设备组成及通讯协议,分析了PLC阀门控制器工作模式及控制流程。测量和采集真空系统的实时状态,包括皮拉尼、冷规信号的采集和冷规电节点0/1信号采集,分子泵和离子泵等的状态信号。通过分析系统实际运行情况,发现强电磁场对于真空冷规的测量有较大的干扰。因此,对于需要与冷规信号一起联锁控制的真空系统,需考虑该干扰造成的影响。本文采用的相邻两个冷规信号联锁的方案,在一定程度上可避免强电磁场带来的信号干扰引起的系统保护。     

机载设备供电电源检测系统的设计

该机载设备供电电源检测系统的信号采集部分由单片机89C51、A／D转换器、电压和电流互感器以及相应的信号调理电路组成，硬件结构紧凑；上位计算机软件采用虚拟仪器软件LabWindows／CVI6．0开发，通过串口通信实现了对电源参数的实时采集和监控，软件功能强大且人机界面友好。该系统实现了飞机检修过程中电源的动态检测和故障定位，具有检测实时、故障诊断准确等特点。     

基于机器视觉的火花塞间隙检测技术

针对火花塞间隙人工检测不足,提出一种基于机器视觉技术的自动检测方法。采用背光源、远心镜头和CCD面阵相机搭建图像采集系统,摄像机校准和火花塞模板创建后,采用形状匹配算法找出火花塞图像,基于亚像素边缘轮廓测量出火花塞间隙尺寸。实验结果表明:视觉检测结果与人工测量结果一致,可用于火花塞间隙尺寸的自动判别和定量检测。     

基于TMS320F28335的数据采集系统设计与实现

设计了一个基于TMS320F28335数字信号处理器的数据采集系统,能够实现对一个三相电机驱动器的电流信息采集和处理工作。本设计给出了基本的电流信号调理电路,并给出了DSP的软件设计流程和数据采集波形。经过试验验证,证明本设计能够正确采集三相电流大小,达到了设计目的和要求。     

基于LabVIEW2010的发动机振动信号采集系统的开发与研究

根据目前发动机的诊断方法与发展状况,结合虚拟仪器的优点,介绍利用LabVIEW2010建立一种新的汽车发动机振动信号采集系统.通过对该采集系统的硬件选择、连接以及上位机程序的详细介绍,说明了使用LabVIEW2010建立数据采集系统的重要性和必要性.实验证明:该系统不仅可以实时地采集发动机振动时的信号,同时在采集的过程中可以对信号及其功率谱进行观测,并可将采集的信号进行存储,以便后续分析.     

20cm口径离子推力器寿命模型及评估

为了系统地分析LIPS-200离子推力器交换电荷(CEX)离子对加速栅壁面的轰击溅射腐蚀机理,本文针对该推力器栅极系统最关键的两种磨损失效模式,即加速栅结构失效和电子反流失效,利用数值模拟Paritle-in-cell(PIC)和Monte-Carlo collision(MCC)方法,仿真模拟了束流引出过程中CEX离子的产生、加速及引出过程,得到了主束流离子空间位置分布、静电势分布、CEX离子分布和对应的密度分布。同时,采用数值仿真计算和理论分析相结合的方法对栅极寿命进行了评估。计算结果显示在现有几何结构和工作电参数一定的情况下,LIPS-200离子推力器栅极系统能很好地引出束流离子,无CEX离子直接轰击到加速栅壁面,程序统计到的整个栅极系统加速栅壁面截获的CEX离子电流约为9.76×10-4A。证明了加速栅电流的主要来源是冲击到壁面的CEX离子,计算得到的加速栅电流与束流电流比例为0.122%。LIPS-200离子推力器栅极寿命为11230.1 h,其对应的关键失效模式为加速栅结构失效。     

内燃机发电机组运行状态信号的采集

本文介绍了一种内燃机发电机组运行状态信号采集电路，包括冷却水温，机油温度，机油压力，油门位置上下限以及转速信号的采集，文中给出了较详细的硬件电路，并进行了简要分析说明，该电路可用于微机自动控制系统，且除转速外，其它信号均采用开关量形式，采集简单，便于软件编程。该电路也可用于其它需开关量控制的场合，具有一定的通用性。     

柴油机振动信号盲分离组合算法

由于机械系统的振动信号能有效反映系统特征,对其进行盲解卷积能提供由混合信号中分离出源信号的可能性,为此提出机械系统振动卷积模型;将多通道盲最小均方差与缩减盲源方法结合提出MBLMS-TDS组合算法,且利用该算法对卷积混合信号进行盲解卷积验证算法的合理性;用该算法对柴油机表面混合振动信号进行分离,获得活塞撞击缸体信号与柴油机燃烧信号。     

Multiplexed interferometric fiber-optic sensors with digital signal processing

A microcontroller-based digital signal processing system developed for use with fiber-optic sensors for measuring pressure in internal combustion engines is described. A single distributed feedback laser source provides optical power for four interferometric sensors. The laser current is repetitively modulated so that its optical frequency is nearly a linear function of time over most of a cycle. The interferometer phase shift is proportional to the elapsed time from the initiation of a sawtooth until the sensor output signal level crosses a threshold value proportional to the laser output power. This elapsed time, assumed to vary linearly with the combustion chamber pressure, is determined by the use of a digital timer-counter. The system has been used with fiber Fabry-Perot interferometer transducers for in-cylinder pressure measurement on a four-cylinder gasoline-powered engine.     

基于CPS信号评价内燃机怠速燃烧稳定性的方法

提出利用CPS信号计算曲轴角加速度参数评价内燃机怠速燃烧稳定性的方法。识别CPS信号的缺齿位置并对缺齿处的零点进行补充,利用CPS信号计算曲轴的角速度和角加速度;选择小波阈值去噪方法对角速度和角加速度进行滤波;分析角加速度参数和相应气缸压力参数之间的线性相关性。角加速度参数和相应的气缸压参数之间为高度正相关,说明应用CPS信号计算角加速度参数评价内燃机怠速燃烧稳定性的方法是可行的。     

用光纤燃烧传感器测量汽油机的燃烧时间参数

介绍了一个光纤燃烧传感器＋（ＯＭＡ４光多通道分析仪组成的测量系统，用以测量汽油机燃烧火争光谱。光谱分析结果再次证实了燃烧火焰中ＣＨ（４３１．５ｎｍ），Ｃ２（５１６．ｎｍ），Ｈ２Ｏ３（５８９ｎｍ）等自由基的特征光谱同Ｃ粒子的热宫续光谱叠加在一起，构成了火焰光谱。根据光谱曲线中Ｈ２Ｏ光强峰值变化可以确定汽油机燃烧过程中重要的时间参数。着火延迟期和燃烧持续期。由于汽油机燃烧循环环变动大，与单色仪＋ＢＯＸ     

A Capacitance Ultrasonic Transducer With Micromachined Backplate for Fast Flow Measurements in Hot Pulsating Gases

A novel high-temperature resistant capacitance ultrasonic transducer is presented. It is designed for an ultrasonic transit-time gas flowmeter and meets two main requirements not fulfilled by common piezoelectric transducers: First, a special construction based on an oxidized and patterned silicon backplate combined with a metallic membrane enables transducer operation at elevated gas temperatures of up to 600$^circhboxC$. Second, the geometry and material parameters were chosen to obtain a broadband device that allows high signal slew rates and pulse repetition rates. As proven by measurements in an automotive combustion engine test bed environment, this new transducer suits for internal combustion engine exhaust flow measurements in between the catalytic converter and the end of the exhaust pipe. Preliminary results for the exhaust mass flow (up to 160 kg/h) of a typical automotive engine measured with these novel transducers are given and compared with the mass flow calculated from fuel consumption and air/fuel ratio$(lambda)$.     

内燃机燃烧噪声与机械噪声的测试方法

该文把声强测量技术应用到内燃机燃烧噪声与机械噪声实验中 ,推导出内燃机燃烧噪声与机械噪声分离计算公式 ,提出了一个测试内燃机燃烧噪声和机械噪声的新方法 ,文中实验结果与理论分析相吻合。该方法克服了声压法的不足 ,实验中不需要消声室或半消声室 ,也不需要特殊的声学环境 ,可以在一般实验室或工作场地测试。该文提出的方法具有一定的经济意义和实用价值 ,为研究内燃机噪声特性提供了一个新的技术手段。     

EMD-Robust ICA在柴油机噪声源识别中的应用

为了有效地从复杂的单一通道噪声信号中分离和识别柴油机的噪声源,采用经验模态分解（EMD）和基于峭度的鲁棒性独立分量分析（RobustICA）相结合的方法,将EMD分解后的本征模态函数与原噪声信号作为RobustICA的输入,借助RobustICA良好的抗噪性,不需要对观测信号进行滤波处理就可以实现单一通道观测信号的源分量分离。模拟仿真的结果充分说明了该方法的可行性。应用于某四缸柴油机噪声信号分析,对分离出的独立分量进行小波（CWT）时频分析,结合内燃机的特性,从单一通道噪声信号中准确识别出柴油机的燃烧噪声和活塞敲击噪声。     

Investigation of spatially resolved light absorption in a spark-ignition engine fueled with propane/air

UV absorption in the combustion phase of spark-ignition engines strongly influences laser-induced-fluorescence measurements and flame-emission techniques because of the attenuation of a laser and/or signal light. This absorption was assessed with spatial, spectral, and temporal resolutions in an optically accessible research engine. Absorption was measured along a line for different crank-angle positions throughout the combustion phase of the engine by use of spectrally resolved transmittance measurements of both broadband illumination from a deuterium lamp and emission of laser-excited hot oxygen. Evaluating the spatial patterns of absorptivity revealed that no increased absorption can be attributed to the flame-front region and that homogeneous absorption cross sections for the whole burned-gas region can be assumed. The temporal change of absorption was shown to depend on the pressure effect with only negligible changes in absorption cross sections. Results obtained from the absorption measurements are applied for spatially resolved corrections of two-dimensional laser-induced-fluorescence measurements of NO concentration fields obtained under different operating conditions.     

High-speed fuel tracer fluorescence and OH radical chemiluminescence imaging in a spark-ignition direct-injection engine

An innovative technique has been demonstrated to achieve crank-angle-resolved planar laser-induced fluorescence (PLIF) of fuel followed by OH* chemiluminescence imaging in a firing direct-injected spark-ignition engine. This study used two standard KrF excimer lasers to excite toluene for tracking fuel distribution. The intensified camera system was operated at single crank-angle resolution at 2000 revolutions per minute (RPM) for 500 consecutive cycles. Through this work, it has been demonstrated that toluene and OH* can be imaged through the same optical setup while similar signal levels are obtained from both species, even at these high rates. The technique is useful for studying correlations between fuel distribution and subsequent ignition and flame propagation without the limitations of phase-averaging imaging approaches. This technique is illustrated for the effect of exhaust gas recirculation on combustion and will be useful for studies of misfire causes. Finally, a few general observations are presented as to the effect of preignition fuel distribution on subsequent combustion.