二冲程煤油发动机爆震识别与抑制策略的研究
发布时间：2022-01-01 03:17
目前二冲程发动机是我国一些军用特种车辆和中小型航空无人机上常用的动力装置,而在我军燃料单一化的背景下,便于储存和运输的航空煤油常作为这些动力装置的燃料。但航空煤油由于其独特的理化特性容易发生爆震,而爆震的发生会导致发动机动力性和经济性的恶化,更严重者会对发动机机体造成不可逆的破坏。所以发动机爆震的识别和抑制是二冲程煤油发动机研究过程中一个亟待解决的问题。本文以某型二冲程煤油发动机项目为基础,通过对煤油发动机机体振动信号的分析设计了一套煤油发动机爆震电控系统和相应的爆震抑制策略。主要工作内容如下:（1）搭建了二冲程煤油发动机试验台架,采集了台架试验中的缸压信号和机体振动信号,通过对不同工况下的机体振动信号进行时域分析和频域分析,提取出爆震时发动机机体振动信号的特征。结果表明煤油发动机爆震主要发生在上止点后10°CA到80°CA范围内,发动机的爆震特征频率在11.3kHz附近。（2）设计了二冲程煤油发动机爆震电控系统,对爆震电控系统中硬件电路的设计原理和软件设计流程进行了梳理。最后对HIP9011的输出电压进行统计分析,结果表明当HIP9011的输出电压是前10个循环输出电压平均值的1.1...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
发动机试验台架
图 2. 2 Kistler 6115 型缸压传感器表 2. 1 Kistler 6115 型缸压传感器性能参数表性能参数 单位 参考值测量范围 Bar 0-200200℃下灵敏度 pC/bar ≈-10固有频率 kHz >120加速度灵敏度 mbar/g <0.00123℃下线性度 %FSO <±0.5时通常发动机机体都伴随着强烈的振动，基于发动机机常用方法之一。工程中常用的振动传感器有电涡流型、感器与被测的物体是分离的，传感器的输出信号随着传传感器的测量的频率范围广，但传感器的输出与被测物求高。速度型振动传感器用来测量物体的振动速度，在感器的安装要求低，但测量低频的振动时精度差，还容器中使用最为广泛的是压电式加速度传感器，该类型的
与其他传感器相比，加速度振动传感器的安装位置的选择对于测量结果的影响极大。相关研究为传感器的安装位置提供了指导作用[29]：1.选择机械刚度较大并靠近缸体的中部较好。因为刚度较大的部位可以很好地传递爆震引起的振动而较少引入振动噪声。刚度较小的部位虽然可以提高振动信号的幅值，但同时也等于放大了其它振动噪声信号，反而降低了信噪比；2. 安装点应远离噪声源，如气门驱动机构，水泵等；3.安装点位于两缸之间比位于某缸上好，因为此处刚度较大；4.安装点应远离高温区，还要易于维护。试验样机为水平对置两缸型发动机，依据上述原则，在试验中将加速度振动传感器安装在两缸连接处的中间位置。2.1.2 数据采集系统介绍数据采集系统中的传感器主要有进排气温度传感器、缸盖温度传感器、氧传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器、加速度振动传感器以及缸压传感器等组成，传感器的输出信号经过 AD 转换或者信号放大送到 ECU 中处理，同时在上位机监测界面实时显示。数据采集系统中的数据流动方向示意图如图 2.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤层气发动机爆震的检测与控制[J]. 刘一鸣,陈斌,滕勤,左承基. 内燃机与动力装置. 2007(02)
[2]稀薄燃烧汽油机爆震特性[J]. 于吉超,刘德新,冯洪庆. 燃烧科学与技术. 2007(01)
[3]点燃式发动机爆震测量及其强度分析[J]. 高青,金英爱,孙志军,孙济美,方瑛. 燃烧科学与技术. 2003(04)
[4]现代汽油机电控系统的爆震检测与控制[J]. 姜卓,卓斌. 车用发动机. 2000(03)
[5]火花点火发动机爆震燃烧研究的发展与现状（Ⅰ）[J]. 武得钰,顾笑映,李继军,王良煜,傅茂林,李建权. 车用发动机. 1995(05)
[6]汽油机爆震控制的点火系统[J]. 汪银海,王缵先,张滋伟. 汽车工程. 1986(01)
博士论文
[1]二冲程煤油发动机性能数值模拟与喷油控制研究[D]. 陈林林.南京航空航天大学 2009
[2]基于时—频分析的虚拟式旋转机械特征分析仪系统的研究[D]. 郭瑜.重庆大学 2003
硕士论文
[1]15kW级二冲程点燃式PFI煤油活塞发动机性能试验研究[D]. 王在良.南京航空航天大学 2018
[2]LabVIEW的旋转机械振动测试分析系统研究[D]. 曾荣.武汉理工大学 2011
[3]电控汽油机爆震信号分析与检测[D]. 韩宇石.北京工业大学 2005
[4]电控汽油机控制策略分析与研究[D]. 邹华.武汉理工大学 2005
本文编号：3561541
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
发动机试验台架
图 2. 2 Kistler 6115 型缸压传感器表 2. 1 Kistler 6115 型缸压传感器性能参数表性能参数 单位 参考值测量范围 Bar 0-200200℃下灵敏度 pC/bar ≈-10固有频率 kHz >120加速度灵敏度 mbar/g <0.00123℃下线性度 %FSO <±0.5时通常发动机机体都伴随着强烈的振动，基于发动机机常用方法之一。工程中常用的振动传感器有电涡流型、感器与被测的物体是分离的，传感器的输出信号随着传传感器的测量的频率范围广，但传感器的输出与被测物求高。速度型振动传感器用来测量物体的振动速度，在感器的安装要求低，但测量低频的振动时精度差，还容器中使用最为广泛的是压电式加速度传感器，该类型的
与其他传感器相比，加速度振动传感器的安装位置的选择对于测量结果的影响极大。相关研究为传感器的安装位置提供了指导作用[29]：1.选择机械刚度较大并靠近缸体的中部较好。因为刚度较大的部位可以很好地传递爆震引起的振动而较少引入振动噪声。刚度较小的部位虽然可以提高振动信号的幅值，但同时也等于放大了其它振动噪声信号，反而降低了信噪比；2. 安装点应远离噪声源，如气门驱动机构，水泵等；3.安装点位于两缸之间比位于某缸上好，因为此处刚度较大；4.安装点应远离高温区，还要易于维护。试验样机为水平对置两缸型发动机，依据上述原则，在试验中将加速度振动传感器安装在两缸连接处的中间位置。2.1.2 数据采集系统介绍数据采集系统中的传感器主要有进排气温度传感器、缸盖温度传感器、氧传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器、加速度振动传感器以及缸压传感器等组成，传感器的输出信号经过 AD 转换或者信号放大送到 ECU 中处理，同时在上位机监测界面实时显示。数据采集系统中的数据流动方向示意图如图 2.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤层气发动机爆震的检测与控制[J]. 刘一鸣,陈斌,滕勤,左承基. 内燃机与动力装置. 2007(02)
[2]稀薄燃烧汽油机爆震特性[J]. 于吉超,刘德新,冯洪庆. 燃烧科学与技术. 2007(01)
[3]点燃式发动机爆震测量及其强度分析[J]. 高青,金英爱,孙志军,孙济美,方瑛. 燃烧科学与技术. 2003(04)
[4]现代汽油机电控系统的爆震检测与控制[J]. 姜卓,卓斌. 车用发动机. 2000(03)
[5]火花点火发动机爆震燃烧研究的发展与现状（Ⅰ）[J]. 武得钰,顾笑映,李继军,王良煜,傅茂林,李建权. 车用发动机. 1995(05)
[6]汽油机爆震控制的点火系统[J]. 汪银海,王缵先,张滋伟. 汽车工程. 1986(01)
博士论文
[1]二冲程煤油发动机性能数值模拟与喷油控制研究[D]. 陈林林.南京航空航天大学 2009
[2]基于时—频分析的虚拟式旋转机械特征分析仪系统的研究[D]. 郭瑜.重庆大学 2003
硕士论文
[1]15kW级二冲程点燃式PFI煤油活塞发动机性能试验研究[D]. 王在良.南京航空航天大学 2018
[2]LabVIEW的旋转机械振动测试分析系统研究[D]. 曾荣.武汉理工大学 2011
[3]电控汽油机爆震信号分析与检测[D]. 韩宇石.北京工业大学 2005
[4]电控汽油机控制策略分析与研究[D]. 邹华.武汉理工大学 2005
本文编号：3561541
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3561541.html
