基于小波阈值去噪的离子电流信号研究

在发动机上利用火花塞检测电极间离子电流信号,应用小波阈值收缩去噪方法对实测离子电流信号进行滤波去噪,去噪后的信号能够清晰地分离点火、火焰前锋区和焰后区,且由点火产生的峰值在上止点前5~6°CA,前锋区峰值在上止点附近,焰后区峰值与压力峰值位置相差<1°CA。当相对空燃比在0.9~1.2变化时,去噪后离子电流前锋区峰值和焰后区峰值均随相对空燃比的增加而下降。     

采用多电极对发动机进行离子电流测量的研究

在火花点火发动机的气缸内九个不同位置进行离子电流信号采集,其中火花塞作为一个测量电极,同时气缸垫上布置八个离子电流测量电极。通过比较火花塞测量得到的离子电流信号与气缸垫上电极测得的信号之间的异同,并选取气缸垫上多个离子电流出现时刻的平均值特征参数,建立离子电流与缸内燃烧参数之间的联系。分析了不同工况下离子电流出现时间的平均值与缸内压力之间的相关系数,结果表明:将离子电流测量电极布置在发动机气缸垫上,测量得到的离子电流能够避免点火信号的干扰。在不同的点火提前角、空燃比和转速下,第三到第七电极测量得到的离子电流出现时间的平均值与压力峰值的相关系数均在0.9以上,说明离子电流信号反映的火焰传播与压力密切相关。     

正常燃烧与部分燃烧的离子电流研究

进行了定容燃烧弹正常燃烧和部分燃烧的实验,对测得的这两种燃烧状态的离子电流、压力、温度信号以及用高速摄影同步拍摄的火焰发展的纹影图片进行了对比研究和分析,结果表明,正常燃烧的离子电流信号具有三个明显特征 ,即点火、火焰前锋区和焰后区三个阶段;而部分燃烧由于温度较低,只有点火和火焰前锋区信号;部分燃烧的压力和温度最大值小于正常燃烧的值,并且火焰发展和传播速度缓慢,出现"ω"形火焰.采用离子电流峰值法和积分法分别对正常燃烧和部分燃烧的计算显示,部分燃烧时的离子电流信号峰值总是小于正常燃烧的值,特别是部分燃烧的积分值大大低于正常燃烧的值.     

预混层流燃烧中离子电流与火焰传播速度的相关性研究

在当量空燃比φa=1、初始压力P0=0.1MPa、初始温度T0=300K、离子电流装置偏置电压U=400V的条件下,对压缩天然气掺氢(CNG+H2)、液化石油气(LPG)、二甲醚(DME)在定容燃烧弹中的球形火焰燃烧过程进行了分析,分别测量了三种燃料的层流火焰传播速度、离子电流以及燃烧压力,利用相关性原理探讨了预混层流火焰传播速度与离子电流之间的关系,研究结果表明:正常燃烧的离子电流通常由点火、火焰前锋以及焰后区三部分组成,而火焰传播速度与焰后区离子电流峰值的样本相关系数在0.51～0.95之间.因此,三种燃料焰后区的离子电流峰值与层流火焰传播速度之间均存在一定的相关性.     

电极结构对离子电流影响的试验研究

在定容燃烧弹中,通过将圆盘布置在正、负电极的不同位置上,对天然气一空气混合气燃烧产生的离子电流进行了测量,并将高速摄影仪在燃烧过程中拍摄的纹影照片与相应的离子电流进行了分析对比,结果表明:圆盘位置等参数不影响离子电流曲线的形态,曲线均存在点火、前锋区、后焰区3个阶段,可以完整的体现燃烧信息,但圆盘与火核中心的距离有一最佳值;圆盘布置在正电极对离子电流的影响大于布置在负电极;圆盘位置不影响前锋区离子电流峰值出现时间,但影响该值的大小.