基于分形的汽油机爆震边缘检测

汽油机爆震边缘检测是汽油机点火闭环控制的前提,也是爆震检测的难点。提出了一种利用分形几何检测汽油机爆震边缘的方法。研究表明,分形维数在爆震边缘附近变化明显,可以作为爆震强度指标判别爆震边缘。利用分形维数不仅能够自缸压信号巾有效检测出爆震边缘,而且能够自振动信号中有效检测出爆震边缘。由于分形维数本身可以作为爆震强度指标,因此分形维数兼具爆震检测和爆震强度判别两种功能。     

基于DWT的汽油机爆震特征提取及爆震强度的判定

研究了利用离散小波变换提取爆震特征的方法。利用离散小波变换不但能够有效地从汽油机缸内压力信号中提取爆震特征，而且能够有效地从缸盖上的结构振动信号中提取爆震特征。在此基础上，提出了一种基于离散小波变换的爆震强度表征方法，即利用信号经离散小波变换后在特征域上的频谱值大于参考信号在相应域上频谱值的数量作为爆震强度指标。应用和分析结果表明，对于压力信号和振动信号，这种方法均能有效地表征其爆震强度。     

基于缸内压力波检测的汽油机爆震控制系统

在一台单缸汽油机上对基于缸内压力波检测的爆震控制系统进行了实验研究。试验表明该系统能准确地检测到爆震信号,使发动机工作在轻微爆震状态,与通过机体振动频率检测的爆震控制系统相比,在不同的试验压缩比下,该控制系统均能较好地改善发动机的动力性能和经济性能。     

汽油机爆震边缘检测的研究

汽油机爆震的难点是爆震边缘点检测,爆震边缘点是汽油机点火闭环控制的前提。研究了利用振动信号检测汽油机爆震边缘的方法。研究表明,利用离散小波变换能够有效地从振动信号中检测出爆震边缘特征,而且利用一只振动传感器即可以有效地检测出多缸汽油机各缸的爆震边缘。     

汽油机爆震测量与控制

归纳总结国内外现有的测量汽油机爆震的手段及控制汽油机爆震的常用方法，并对这些手段与方法的各自优缺点作了探讨。     

稀薄燃烧汽油机爆震特性

研究目的是确定稀薄燃烧对于汽油机爆震倾向的影响,为稀燃发动机中增压的应用提供参考依据.试验在一台模拟增压的汽油机上进行,试验时通过改变燃料的辛烷值,直到出现轻微爆震的方法来确定发动机的爆震特性.结果表明,稀薄燃烧对于汽油机爆震的影响,根据关注目标的不同而有所差异:保持进气量不变,汽油机的爆震倾向会随着空燃比的增加而减小;输出功率保持不变,发动机的爆震倾向会随着空燃比的增加而略有增大.因此,为保证稀燃汽油机的动力输出而采用增压进气会使得发动机的爆震倾向增加,应用中需要同时采用其他技术措施抑制爆震的发生.     

基于多缸CFD方法的直喷增压汽油机爆震研究

随着汽油机工作负荷的增加,燃烧室末端混合气自燃概率升高,爆震倾向增大,提高燃烧室冷却能力成为抑制爆震的重要手段之一.笔者对一台4缸直喷增压汽油机进行多缸计算流体动力学(CFD)模拟,揭示了各缸的爆震机理,燃烧室壁面温度以三维有限元热传导方法赋值,评估了燃油的蒸发和壁面温度对汽油机爆震的耦合影响.结果 表明:由于燃油的蒸...     

高增压汽油机爆震的可视化研究

基于一台单缸可视化汽油机研究了缸内的爆震现象。通过调节发动机运行参数及运用高速摄影技术,在更大的观测视角内拍摄了缸内不同强度爆震的火焰发展过程。试验所记录的图像信息结合缸内压力数据,为爆震形成的原因及强烈爆震中大幅度压力振荡波的产生提供了分析依据。研究发现:末端气体自燃引起的轻微爆震与强烈爆震的压力振荡和火焰图像明显不同;爆震自燃点的发展模式影响了缸内压力波的震动幅度,诱发强烈爆震的自燃点接近缸壁区域,但并非壁面点火。自燃点可形成自燃反应锋面的扩散,其传播路径受到主火焰与缸壁的限制。     

增压直喷汽油机超级爆震的不同抑制方法

超级爆震是增压直喷汽油机提高升功率和降低油耗的主要障碍,在典型增压小排量直喷汽油机上对不同的超级爆震抑制方法进行了研究.结果表明,加浓、分层和扫气都能够抑制超级爆震,但采用混合气加浓会恶化发动机油耗,采用混合气分层发动机排温大幅升高,推迟排气门关闭时刻实现扫气也能抑制超级爆震,但油耗和CO排放升高.进一步的研究发现,采用优化的进气行程两次喷射策略能够有效地抑制超级爆震,并且能够保证发动机的油耗、排温以及排放不恶化.     

小波结合模糊聚类和神经网络的汽油机爆震诊断方法

为提高爆震诊断的精度,提出一种小波结合模糊聚类和神经网络的爆震诊断方法:以小波变换作为神经网络的前处理器以提取爆震特征;特征参数经模糊处理后,利用神经网络进行爆震诊断。对某汽油机进行了爆震试验,并对小波结合模糊聚类和神经网络的爆震诊断方法的有效性进行了检验。结果表明,相对能量、三次原点矩、峭度和方差4个特征参数,能够将小波子带信号的特征刻画出来,小波结合模糊神经网络方法能诊断出爆震边缘,应用于点火控制以提高汽油机的性能。     

活塞头部形貌对汽油机爆震敏感性影响研究

基于台架试验和完整工作循环数值模拟,开展了汽油机活塞头部形貌特征对爆震的敏感性研究。以台架试验数据为基准校正了汽油机性能仿真模型,通过开展压缩比为9～16区间的外特性仿真模拟,得出压缩比为12时外特性最优。在压缩比为12的3 500r/min全负荷工况,采用化学反应动力学离子分析法,通过数值模拟分析3类基于活塞头部形貌方案的燃烧室,得出具有点火驻涡区域、气门避障区域、驻涡与避障区域之间的连通区域、后部连通区域的SABCD方案抗爆性最优,并指出活塞头部形貌特征中的连通区域对爆震敏感性具有显著影响。通过对方案SABCD的连通区域关键参数进行优化得出,当区域连通宽度和连通台阶高度均为4mm时爆震敏感性最低。研究结果表明,通过对活塞头部形貌特征的合理设计,能实现提升汽油机压缩比的同时有效抑制燃烧室对爆震的敏感性。     

用光纤信号对火花点火发动机爆震燃烧的测试研究

利用光纤传感器火花点火发动机爆震燃烧进行探测研究，并与以往常规压力传感器的测量结果比较，探索光纤传感技术在燃烧及其爆震测控中的应用的可行性，研究结果表明，对于爆震始点的判断，光纤传感器获得明显的提前，得以实现爆震预测和临界爆震状态识别，而且灵敏度和准确度均较高。它不但实现爆震燃烧的探测，而且有利于实现其它多项燃烧特征及其多变性的测试。光纤传感器可成为电控技术中燃烧过程测控信号的重要手段。     

基于爆震因子统计特性的爆震燃烧识别方法

汽油机燃烧诊断广泛采用Siemens VDO算法识别非正常爆震燃烧,爆震识别及强度评价严重依赖主观性经验所确定的爆震阈值.所进行的试验测试分析认为,爆震因子具有随机性特征,其值在很大程度上仅具有相对意义而非绝对性地指征爆震事件.基于爆震因子统计特性的分析,采用D检验、Lilliefors检验等正态检验手段进行爆震事件的...     

考虑外部冷却EGR的增压直喷汽油机爆震发生时刻预测模型

针对包含外部废气再循环(EGR)的汽油机爆震预测模型进行研究,通过一搭载外部冷却EGR系统的2.0,L增压直喷汽油机进行了高负荷工况下不同EGR率的爆震试验.在此基础上,评估了获得广泛应用的Douaud-Eyzat爆震模型在无EGR和有EGR工况下爆震发生时刻的预测性能,并利用遗传算法,基于Livengood-Wu积分公式提出了考虑外部EGR影响在内的新的爆震发生时刻预测模型.结果表明:Douaud-Eyzat模型在EGR率小于5%的工况下,具有较好的爆震预测性能,但随着EGR率的增加,模型计算的爆震起始点与试验值之间的误差也越来越大;提出的考虑EGR影响在内的爆震预测模型,不仅在无EGR工况下显示了较好的预测性能,而且在EGR率为2%~25%内均实现了较好的爆震预测性能.     

进气道喷水对汽油机爆震和缸内燃烧过程影响的仿真分析

以一台1.5 L气道喷射汽油机为研究对象,根据汽油机台架试验结果与喷水器喷雾特性,利用AVL FIRE软件建立了进气道喷水汽油机三维模型,仿真分析了水雾的发展过程与分布状态,研究了4组喷水量对汽油机爆震和缸内燃烧过程的影响规律。结果表明,水雾发展至气门附近即被蒸发,仅有少量水雾以液态形式进入缸内。随喷水量增加,爆震指数降低,降幅达33.70%,缸内温度与压力曲线逐渐向后、向下移动。喷水量为13.186 mg时缸温峰值与不喷水相比下降20.27 K,缸压峰值降低0.48 MPa。缸内进水量低于喷油量的5%时,水雾对爆震和缸内燃烧过程影响微弱。喷水对速燃期影响效果更显著。随喷水量增加,火焰传播速度降低,速燃期延长,累积放热率曲线后移,总燃烧持续期共延长2.5°曲轴转角。     

基于小波和模糊C-均值聚类算法的汽油机爆震诊断研究

提出了一种小波变换和模糊C-均值聚类相结合的汽油机爆震诊断方法,并对某汽油机进行了爆震试验,利用小波变换方法从汽油机振动信号中提取了轻微爆震特征。以振动信号小波变换后的特征子带信号为样本信号,以特征子带信号的4个时域参数作为燃烧模式特征值,利用模糊C-均值聚类方法对燃烧模式进行分类,用贴近度方法进行爆震诊断。结果表明:小波结合模糊C-均值聚类方法能够利用振动信号有效地分类燃烧模式,并能诊断出轻微爆震。     

增压缸内直喷汽油机早燃及超级爆震试验研究

在一台增压缸内直喷汽油机上,对影响早燃及超级爆震发生频率与强度的各种因素进行了台架试验研究。研究结果表明:提高燃油挥发性,升高机油和冷却液温度,推迟进、排气门正时,增大点火提前角,提前或推迟喷油定时及使用高的喷油压力能够有效减少早燃及超级爆震。     

燃烧系统结构对中载汽油机爆震边界内燃烧的影响

针对中载汽油机,设计开发了4种进气道和燃烧室的匹配方案,通过数值模拟的方法研究了不同燃烧系统结构对缸内宏观流场、湍流场及爆震边界内燃烧的影响。结果表明:进气道和燃烧室结构对缸内宏观流场及湍流场演化有显著影响。初期火焰传播速度主要由火花塞周围气流的平均速度决定,而主燃烧阶段的燃烧速度与该区域的湍动能大小成正比。双切向进气道匹配中置倒楔形燃烧室能够同时提高湍流强度及气流速度,从而有效缩短滞燃期及燃烧持续期,但其爆震倾向严重。采用复合进气道匹配中置倒楔形燃烧室的方案可显著抑制爆震,提前点火时刻,燃烧速度较快,可明显降低燃烧损失,提升中载汽油机的性能。     

增压直喷式汽油机性能与爆震的试验与模拟研究

对某2.0L增压直喷式汽油机的性能与爆震进行了研究,采用双区模型对燃烧过程进行模拟,并进行了试验验证,结果表明:发动机达到了设计指标,试验结果与模拟结果相吻合,性能参数误差在5%之内.进一步采用双区模型结合爆震模型对缸内的爆震情况进行分析,并与试验爆震点进行了校核,结果表明:通过降低中冷后温度可以有效降低缸内的爆震趋势.