基于光电编码器的柴油机缸内压力测试技术

介绍了运用光电编码器和NI公司软硬件开发的缸内压力测量系统,系统实现了缸内压力的等角度采集,采集的缸内压力值不受转速波动影响。基于Labview编写的测试程序具有人机交互界面友好,简单实用,集成度高等特点。试验结果表明,该系统简单可靠,为测量缸内压力提供了一种新的方法。     

基于LabVIEW发动机缸内爆发压力监测系统

发动机缸内爆发压力监测系统,是以发动机缸内爆发压力数据采集及处理过程为研究对象,以LabVIEW图形化编程软件为开发平台,通过自主编程而设计的一套试验测试系统。系统可实现发动机缸内爆发压力数据的实时和可靠采集、分析、报告输出。     

发动机缸内压力采集触发信号多频率分频器设计

以产品开发为目标,根据发动机缸内压力采集对触发信号设备的需求,设计开发了发动机缸内压力采集信号多频率分配系统。基于MC9S12GN32单片机,采用模块化设计方法分别设计分频器的各个功能电路、控制软件及上位机系统。实验结果表明,通过上位机控制,可以实现把每周3 600个的原始信号分频成1 800、1 200、900、720个曲轴转角信号。原始信号和分频后的信号均存在延时,测得本系统的延时为652 ns (对应曲轴转角延时为0.01℃A),完全可以保证燃烧过程中缸内压力采集的精度。并且,此设计提高了分频器的通用性和普适性。     

柴油机缸盖振动加速度与缸内燃烧状况相关性分析

测得了195单缸柴油机不同工况时的缸内压力及缸盖振动加速度信号,对压力升高加速度信号的频谱分析结果表明,对该机型而言,缸盖振动加速度信号在2 kHz以下频段的成分与缸内燃烧过程密切相关.建立了195单缸柴油机的有限元分析模型,利用模型计算了柴油机缸盖表面振动位移及加速度信号,并分别与实测缸内燃烧压力及压力升高加速度信号进行对比分析.结果表明:根据与缸内燃烧过程的相关程度,可将柴油机缸盖振动信号划分为3个阶段,其中,峰值压力出现时刻前的信号与缸内燃烧过程密切相关;峰值压力出现时刻后,缸盖、机体系统相继进入受迫振动和自由振动阶段,受系统振动特性的影响,这两个阶段包含的与燃烧相关的信息减弱.     

基于LabVIEW的柴油机热功测量分析系统

介绍了柴油机热功测量分析系统的组成和特点.研究了基于LabVIEW的缸内压力等曲轴转角参考触发采样的实现方法.通过对VB程序的调用完成缸内热工参数的计算.系统界面友好,功能实用.     

用于缸内直喷发动机的燃烧分析系统研究

为适应电控缸内直喷二冲和汽油机的开发，建立了一种基于高速采集卡的实时、功能齐全的发动机燃烧分析系统，实现对发动机各种动态参数的高速连续采集，并对所采集的热力参数进行分析，得到发动机燃烧状况、燃烧规律以及相关的影响因素，从而为优化发动机的工作过程提供重要的手段。     

某型柴油机喷油提前角对缸内燃烧影响的研究

采用AVL631燃烧分析仪和AVL i60排放测试系统对某型船用柴油机不同提前角下的缸内燃烧压力、排气烟度、NO_x排放、油耗数据进行采集,并对采集到的数据进行分析。总结出不同喷油提前角对该型柴油机燃烧性能的影响,为该机型的后续改进提供依据。     

共轨柴油机缸内压力与整机振动噪声关系研究

共轨柴油机燃烧过程的缸内压力与表面振动以及整机噪声有着密切的联系。为了研究缸内压力对表面振动和整机噪声的影响规律,对缸内压力信号、表面振动以及噪声信号,从时域以及频域上,进行了多工况内在联系的研究,其中包括结构衰减曲线、相干函数曲线分析以及高通滤波的高频压力振荡计算等,并得出了在不同转速、不同负荷下,缸内压力的变化对表面振动以及整机噪声的影响规律。     

多工况下内燃机示功图的试验测试与分析

进行多工况下内燃机示功图的试验测试研究与分析可以对内燃机工作性能进行全面考察。阐述了多工况下示功图测试的基本方法,并结合某柴油机,通过试验对不同负荷、转速条件下的示功图测量结果进行了详细的对比分析。研究结果表明,转速条件一定时,在膨胀做功阶段,高负荷时的缸内压力明显要高于低负荷时的缸内压力,而在其它阶段,不同柴油机负荷条件下缸内压力大小差异不明显。在同种大小负荷程度下,随着转速的增加,缸内最大爆发压力的变化不是很明显。但在同一转速下,缸内最大爆发压力随着柴油机负荷的升高明显增加。     

柴油/天然气双燃料发动机柴油燃烧策略的研究

基于自主研发的第三代并行式柴油/天然气双燃料发动机电控系统,利用FIRE软件建立柴油/天然气双燃料发动机柴油喷射系统的多次喷射模型。同时,通过进气压力控制过量空气系数,实现柴油/天然气双燃料发动机稀薄燃烧方式。针对高负荷工况,研究了多次喷射策略和稀薄燃烧方式对双燃料发动机最大压力升高率及NOx排放的影响。结果表明:发动机工作在高负荷及柴油替代率为80%时,采用双燃料稀薄燃烧方式能使NOx排放降低,但最大压力升高率仍可能超过安全临界值1MPa/(°)。采用合适的预喷射量与预喷射时刻能降低最大压力升高率。通过多次喷射和稀薄燃烧方式相结合的燃烧策略对缸内燃烧方式进行组织,可以实现双燃料发动机高替代率燃烧,并使高负荷时NOx排放达到或者低于国Ⅴ标准限值。     

基于DSP的内燃机缸内压力采集研究

开发了基于具有高速数字信号处理功能的单片机DSP56F807的采集系统,设计了利用USB传输功能的内燃机压力采集系统硬件,编制了数据采集、USB驱动、PC机显示程序。利用DSP的模数转换和输入捕捉功能完成数据采集,通过USB实现了高速数据传输。在发动机试验台架上完成了试验验证,解决了抗干扰问题,保证了采集系统的稳定性与可靠性。通过对示功图的分析证明了此高速采集系统采集压力的准确性。     

船用低速柴油机缸压闭环控制硬件在环仿真技术研究

针对船用低速柴油机各缸和各循环间燃烧不平衡性问题,以6EX340EF型船用低速柴油机为研究对象,使用AVL Cruise M软件开发了具有各缸和各循环间的压力波动功能且满足准确性和实时性要求的仿真模型;结合NI CompactRIO硬件和NI LabVIEW软件,开发了缸压闭环控制快速原型,通过位置管理模块和缸压采集分析处理模块,从缸压数据中提取平均指示压力和50%燃烧放热量相位作为反馈变量,以喷油正时和喷油脉宽为控制变量,对缸压进行闭环控制;集成实时仿真模型、硬件在环仿真系统和快速控制原型,构成闭环系统。试验验证表明:开发的缸压闭环控制策略能够使燃烧特性参数波动减少50%左右,对各缸和各循环间的燃烧不平衡性均有改善效果。     

涡流室式柴油机冷起动过程的若干特征

作者运用自行建立的高速数据采集与分析系统,通过实测两种型式起动孔起动过程连续示功图和瞬时转速,对涡流室式柴油机的冷起动过程进行了研究.文中分析了不同型式起动孔起动过程的转速变化特性,讨论了起动初期及滞速期循环的压力变化特性.研究结果为改善此类柴油机的冷起动性能提供了依据.     

船用PA6柴油机缸压监测及其应用

以船用PA6柴油机的运行状态监测分析为背景,采用虚拟仪器技术,利用柴油机的瞬时转速信号、上止点信号和气缸压力信号,设计了柴油机缸压监测分析仪,实现缸内状态的监测、波形显示与异常情况报警。通过压力信号测量以及示功图分析,得出柴油机燃油系统的部分性能参数,并据此分析柴油机燃油系统可能出现的故障。模块化的程序设计使得该分析仪具有使用维护方便、功能便于扩充等优点,适用于柴油机的在线监测。     

发动机稳态参数综合测试系统开发研究

本文开发了一套发动机稳态参数综合测试系统,系统包括数据测试模块及上位机软件两部分。数据测试模块包含信号调理电路及数据采集电路两部分,信号调理电路能够处理热电阻、K系列热电偶、电压及电流等多种信号;数据采集电路以Freescale MC9S08DZ系列单片机为微处理器;整个数据测试模块能够同时采集120路通道的传感器信号,并通过CAN总线将数据传送到上位机。上位机软件能够实现数据的采集、显示、存储、通道标定及参数超限报警等功能;通过CAN总线获取湘仪测控系统测试转速、转矩、功率及油耗等参数;通过LAN总线获取HORIBA尾气分析系统测试的各种排放物的数据。实机试验结果表明,该系统功能完善、性能稳定、可靠性高,满足发动机性能开发试验的需要。     

A new engine indicating measurement procedure for combustion heat release analysis

This paper presents a new arrangement for the indicating measurement system utilized in the study of internal combustion engines. In this experimental configuration, the current polarized by a piezoelectric pressure transducer is converted into an analog signal proportional to the cylinder pressure variation rate, which constitutes the primary information for combustion heat release analysis. The proposed technique reduces the uncertainty in the pressure derivative data, providing more accurate heat release results than those obtained with the traditional transducer signal conditioning procedure, which requires the numerical derivation of in-cylinder pressure data supplied by a charge amplifier.     

考虑间歇性电源的微电网经济调度模型与算法

微网系统的有功调度是具有重大经济效益的复杂问题,关键问题是要正确处理好微网有功调度过程中的不确定性因素。基于微网经济调度模型,采用场景法描述间歇性电源的出力,并简化了调度模型,采用原对偶内点算法对模型进行求解。实例应用结果表明,当风电波动较大时,传统调度方式下微网系统在某些时段可能出现功率缺额,鲁棒调度方式则能通过调整可控机组的出力使微网系统保持功率平衡;传统调度方式更具有经济性,鲁棒调度方式则是以损失经济性为代价换取微网系统对风电不确定性的适应能力。     

基于超声波法与蜗壳差压法测流的可逆式水泵水轮机效率测试软件的开发及应用

为解决抽水蓄能机组水泵工况下的效率测试问题,研制开发了针对水泵水轮机的效率特性测试软件。该软件系统综合考虑了水轮机工况和水泵工况的效率测试,采用超声波测流法或蜗壳差压测流法完成水泵水轮机的绝对效率或相对效率试验。软件系统通过RS232/485串口和采集仪实时采集和传输各试验参数,并可对采集数据进行分析计算和图形化显示,方便地获得水泵水轮机效率特性。现场应用表明,该软件系统设计合理、运行稳定、数据计算结果准确,具有一定的推广价值。     

Investigation of hydrogen usage on combustion characteristics and emissions of a spark ignition engine

In this study, initially, a single cylinder, naturally aspirated, spark ignition engine was loaded with AC engine dynamometer and a spark plug type engine transducer was used to obtain in-cylinder pressure. The test engine was operated with gasoline fuel at full load and different engine speeds (3100, 3200, 3300, 3400 and 3450 rpm). Secondly, using obtained engine performance, emission values and in-cylinder pressure, a one dimensional engine model was built and validated by an engine performance and emission analysis software (AVL-Boost). After the validation of single dimensional theoretical engine model, a comparison was made between the emission, performance and combustion (in-cylinder pressure, rate of heat release) values of operations with pure hydrogen fuel and such values of the operations with unleaded gasoline. The emissions of CO and total hydrocarbons (THC) were negligible with using hydrogen as fuel in SI engine. A dramatic increase in NO_x emissions was obtained with using hydrogen as fuel. However, by using hydrogen in lean conditions, NO_x emissions were taken under control by means of wide flammability limits of hydrogen.     

基于LabVIEW与神经网络的发动机喷油脉宽测试系统设计

以某发动机作为研究对象,通过实验获取喷油脉宽与进气歧管绝对压力、发动机转速相对应的原始数据。搭建基于LabVIEW平台的虚拟仪器数据采集测试系统,采集发动机转速和进气歧管压力,以其作为输入,喷油脉宽作为输出,建立神经网络模型对上述非线性关系进行分析计算,得到喷油脉宽数值,并可方便地观察喷油脉宽随发动机工况变化的情况。此测试方案和系统,可用于试验测试分析与教学研究。