基于振动信号时频分析的柴油机缸内燃烧状态监测研究
发布时间：2021-07-09 01:52
监测并改善柴油机缸内燃烧状况有助于提高柴油机运行可靠性,提高燃烧效率以及降低排放。采用缸压传感器获取燃烧室内燃烧压力信号是最直接的燃烧状态监测方法,但这种方法需在缸盖打孔,对加工精度要求较高,会破坏燃烧室结构的强度,且缸压传感器造价不菲,并不适用于推广应用。使用表面振动信号来进行非介入式缸内燃烧状况监测是关注度较高的一种替代方案。振动传感器具有体积小、价格便宜、安装方便等优点,基于振动信号分析开展缸内燃烧状态识别的工作获得了越来越多研究人员的关注。但实际采集到的振动信号中往往混叠各类机械振动事件和背景噪声的干扰,直接利用振动信号进行燃烧状态识别监测的精度始终不尽人意。柴油机振动峰值事件的主要激励源为燃烧压力冲击和活塞侧击激励,且峰值相位相近不易区分。为了将燃烧冲击事件从振动峰值中识别分离出来,首先在柴油机缸套组件瞬态动力学仿真分析的基础上研究了燃烧冲击与活塞侧击的时频响应分布特性,然后对台架试验测得的表面振动信号和缸内压力信号在时域、频域和时频域的相关性进行分析,最后提出了信号时频结构相似度指数分析方法和工况自适应二维滤波器构建的方法,实现了基于实测振动信号的宽频带（0.11...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
活塞组在燃烧过程中的作用力
（a）1 阶径向模态 （b）2 阶径向模态 （c）3 阶圆周模态 （d）4 阶圆周模式图 2-9 缸套前四阶模态振型Figure 2-9 First four mode shapes of the cylinder liner仿真结果分析 燃烧爆发压力的动态响应图 2-10 所示为在 1600 r/min 50 Nm 工况下燃用标准商用柴油的实测气缸压力下得到的预测缸套响应时频图。从图 2-10（b）中可知，燃烧压力曲线同预测应曲线有相同的变化趋势。燃烧 TDC 附近的响应分布比较明显，而且明显存列持续时间较长的高频响应，在预测的加速度响应曲线中也能清晰地观察到。a）所示，在 TDC 之后，存在位于 5~8 kHz 能观察到明显的动态响应，标记为图 2-6 中的燃烧振荡与 Co 频率位置和衰减模式高度相似，由此推断 Co 是由缸
a）燃烧压力与压力波动 （b）不同燃料的压力波图 3-7 1600 r/min 30 Nm 工况下缸内爆发压力高频波动信号7 High frequency fluctuation of pressure under condition of 1600 r/min 动求取角度域上的平方积分获得波动能量，便于对压力波动因素及循环波动的影响，取连续 50 个循环的缸压数据，求进行平均处理。波动能量按照式（3-1）来进行求解，求解2endstartwaveE p d 确定式中：start = -10 deg，end =40 deg。
本文编号：3272770
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
活塞组在燃烧过程中的作用力
（a）1 阶径向模态 （b）2 阶径向模态 （c）3 阶圆周模态 （d）4 阶圆周模式图 2-9 缸套前四阶模态振型Figure 2-9 First four mode shapes of the cylinder liner仿真结果分析 燃烧爆发压力的动态响应图 2-10 所示为在 1600 r/min 50 Nm 工况下燃用标准商用柴油的实测气缸压力下得到的预测缸套响应时频图。从图 2-10（b）中可知，燃烧压力曲线同预测应曲线有相同的变化趋势。燃烧 TDC 附近的响应分布比较明显，而且明显存列持续时间较长的高频响应，在预测的加速度响应曲线中也能清晰地观察到。a）所示，在 TDC 之后，存在位于 5~8 kHz 能观察到明显的动态响应，标记为图 2-6 中的燃烧振荡与 Co 频率位置和衰减模式高度相似，由此推断 Co 是由缸
a）燃烧压力与压力波动 （b）不同燃料的压力波图 3-7 1600 r/min 30 Nm 工况下缸内爆发压力高频波动信号7 High frequency fluctuation of pressure under condition of 1600 r/min 动求取角度域上的平方积分获得波动能量，便于对压力波动因素及循环波动的影响，取连续 50 个循环的缸压数据，求进行平均处理。波动能量按照式（3-1）来进行求解，求解2endstartwaveE p d 确定式中：start = -10 deg，end =40 deg。
本文编号：3272770
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