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’200 1中国摩托车排放污染控制技术研讨会论文集 一种发动机燃烧分析系统的实现及其应用 刘昌文路绯张平杨延相郗大光(天津大学) 摘要 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，并对所采集到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。 关键词：燃烧分析系统工作原理应用 在发动机燃烧过程分析中，需要采集发动机的 波动和缸内压力的循环变动； 瞬态参数。这些瞬态参数主要包括：缸内燃烧压力、 b)有关发动机的工作信号(如喷油器的喷油 发动机转速、喷油压力等。这些参数的测量精度直 脉冲宽度、喷油提前角等)的采集、处理： 接关系到发动机燃烧过程分析的准确性，这一点在 C)结合发动机的工作信号与发动机燃烧规律 电控燃油喷射发动机，特别是缸内直喷发动机，控 和发动机的性能(如发动机的功率、转矩、转速稳 制软件的开发中显得尤其重要。选择合适的测量仪 定性等)的关系，可以优化发动机的工作参数，例 器与这些动态参数的特性相匹配，并使测量的误差 如：改变喷油提前角，观察发动机的状态变化来得 在试验允许范围内，成为发动机瞬态热力参数采集 到最佳喷油参数； 中的关键性问题，而通用的A／D接口板无法满足这 d)通过优化燃烧过程，进一步优化发动机的 种要求。 排放等性能。 针对采集系统在发动机燃烧过程中的应用，作 2采集系统的硬件结构及工作原理 者曾开发了一种发动机燃烧分析系统。本文将对该 硬件系统是以高速采集卡为核心，配以其它附 系统进一步完善，使其能应用于电控缸内直喷发动 件的采集系统。附件主要包括：角标仪、传感器(压 机的研究开发。 力传感器等)、电荷放大器、微机、打印机以及其 1 发动机燃烧分析系统的总体结构和主要功能 它相关的器件。 该采集系统是一个实时、功能齐全、使用方便 高速采集卡是硬件系统中的技术关键，它决定 的发动机燃烧分析仪器，它包括通用的由微机配高 了采集系统的最高采样频率、采样通道数、以及A／D 速采集卡及其它附件组成的硬件系统和专用的高 转换精度。该高速采集卡采用了多路A／D转换器的 速采集卡的控制及数据处理软件系统两大部分。硬 构成方式，包括以下5个组成部分： 件系统以一定的工作模式采集所需的信号，经过高 a)角标信号调理电路： 速A／D转换器把模拟量转换为数字量，软件系统通 b)角标信号诊断信息获取： 过数据总线将这些数据调入到内存中，按软件系统 C)4路A／D转换器及其控制电路： 中所建立的数学模型，对这些数据进行分析计算。 d)瞬时转速测量部分； 利用该硬件和软件，该燃烧分析系统可以实现 e)数据存储区(最大容量为32Mbyte) 以下功能： 在应用中，高速采集卡有3种工作模式：外触 a)有关发动机燃烧过程的热力参数(包括燃 发采样、内触发采样和单步采样。外触发采样时， 烧压力、发动机转速等)的高速、准确测量，并通 采集的开始时刻与外部信号同步，采样时刻也由外 过处理得到发动机的燃烧规律，分析发动机的转速 部信号触发，该系统中进行示功图测量时使用该模 一22一