汽车发动机非稳态燃烧数据采集系统研制和开发.pdf

398501 湖南大学硕士论文 摘要 ／发动机的非稳态燃烧分析往往需要很大的数据量，这就对发动机燃 ＼ 、、， 烧数据采集系统的性能提出了新的要求。 本文论述一种在通用PC上开 ／ 发的适应非稳态数据分析要求的燃烧数据采集系统。系统本身具备采集 到发动机的上止点、转速、压力和离子电流信号等功能。文章论述了示 功图的处理，如上止点的校正，压力基线的校正，并且应用数字信号处 理技术，设计了分段滤波程序。文章还论述了离子电流的采集和处理， 并探讨了离子电流在发动机测量上的各种应用。 关键词：数据采集系统；V非稳态工况；示功图；离子电流。 湖南大学硕士论文 Abstract ～． of undertransientcondition a Combustion ICE requireslarge analyse meansthe oftheICEcombustiondata 『f amountdata．That performance mustbe discussesthe paper system promoted．The acquisition ofacombustiondata toaccommodatethe system 一， development acquisition ofdata under conditiononthebase request processingunsteadyoperation of dot Personal collects Computersystem．The system top sign，speed， ion the and discussestransactionofthe pressure currency．The paper indicator suchas dotand baseline．An diagram correcting pressure top was toeliminatetheeffectsof segmentfilteringprogramdesigned the meansof pressuremeasuringpassageby digitalsignalprocessingtechnique The alsodiscussesthe of and theion paper processingapplicationcurrency． conditions Descriptors：dataacquisitionsystem，unsteadyoperation indicator diagram，ioncurrency 第一章绪论 第一章绪论 发动机实验是发动机生产和科学研究工作中不可缺少的一个环节。对 发动机工作过程的研究；节约燃料、扩大燃料的品种、新型结构的研究； 以及设计和研制合乎要求的产品和对原有产品的分析改进，以满足各种用 途等等工作都需要使用实验的最终结果来评价任务完成的质量和确认是 否达到预期目的。 发动机台架实验中的可以测量的有用数据有燃烧状态、燃油、进气、 排气、控制状态、机械输出等方面的信号。随着计算机和电测设备等自动 化测量手段的飞速发展，发动机的测量技术也有了很大的改进： 一、由只能对各个信号孤立地测量变为使得同时对各个信号进行同时 测量，保持各个测量的信号之间的同步关系有利于分析各个信号之间的因 果关系。 二、由只能对稳态过程进行测量到也可以对非稳态过程测量，计算机 巨大的记录容量使得对整个非稳态过程的信号进行跟踪成为可能。 三、由对信号在每个循环的平均值进行测量变为循环内信号变动。这 使得以前不可能分析的一些方面成为可能。如研究发动机的燃烧过程和发 动机的振动和噪声。 本论文涉及的发动机燃烧数据采集系统主要是对燃烧数据进行采集 和分析的系统。 1．1 气缸内燃烧数据简介 在现代内燃机燃烧的研究之中经常使用的三种气缸内燃烧的无干扰 信号采集装置是压力传感器、离子电流传感器和光学纤维【2】。其中的压 力信号和离子电流的信号我们都可以通过转化为电信号或者直接以电信 号的测量得到。而气缸内的光信号主要是对其光谱进行研究，其测量显得 更为复杂，在文献【3】中详细说明了气缸内燃烧光信号的测量。本文主要 第一章绪论 讨论气缸内压力信号和离子电流信号的采集处理与分析。 1．1．1 压力信号 对气缸内燃烧压力的研究已经起步很早。燃烧压力．曲轴转角图也称为 示功图。示功图是研究和评判发动机工作状态和性能的最重要的不可缺少 的资料。从示功图中可以获得40多种信息[4】，其中主要的几种信息有： 1．平均指示压力pf和指示功率只； 2．最高燃烧压力以和其所在的曲轴角位妒：；前者是计算和评判内燃机零 部