基于实时性优化的内燃机燃烧分析系统研究

采用缸压传感器、数据采集卡、光电编码器和Lab VIEW软件,搭建在线缸压采集和实时燃烧分析系统平台,研究HCCI和RCCI燃烧模式的循环波动特性。针对单循环缸压测量过程中的通道效应干扰,基于频谱分析,采用FFT、线性插值法和IFFT等方法相结合的滤波方式,实现共振峰的在线自适应识别与实时滤波,较好地减少了单循环缸压的干扰误差,使单循环的实时燃烧分析成为可能。随后,基于实时滤波后的缸压曲线,计算得到内燃机的最大压力升高率、燃烧放热率、爆发压力等重要燃烧参数。利用程序算法中同步性良好的生产者/消费者运算模式提高数据的共享能力,实现了数据实时运算与数据快速储存的并行处理,提高了燃烧计算的实时性;针对发动机不同工作阶段采用了不同精度层次的计算方法,减少了进排气、压缩和膨胀阶段的计算耗时,在计算量较大的燃烧放热率计算部分,通过适当简化计算公式和公式节点运算模块来提高燃烧系统的实时性。最后,分析了燃烧分析系统的实时性,并进行了燃烧分析系统的实验验证。     

不同微细水核直径的掺水乳化柴油制备方法和影响因素

随着燃油车和重型农用机械数量的增加,石油资源消耗急剧上升,掺水乳化柴油作为一种新型可替代燃料受到了广泛关注。水核直径对掺水乳化柴油的微爆特性影响较大,但目前缺乏组分不变下的目标水核直径掺水乳化柴油的制备方法和适宜的水核直径表征方法。该研究基于CV模型,开发了适合水核微观结构的图像识别程序;创新性地提出采用对数正态分布函数拟合和表征水核直径的分布。结果表明,相对于索特平均直径,基于对数正态分布函数拟合的表征参数可以更准确地描述掺水乳化柴油内部水核分布情况。随后,基于正交设计方法,通过调节超声波乳化的乳化时间、乳化功率和超声波频率参数实现了组分不变情况下不同水核直径的掺水乳化柴油的制备;并基于新的表征参数,研究了制备参数对掺水乳化柴油中水核直径的影响规律以及敏感性等特征。研究表明:超声波频率、乳化功率和乳化时间3个制备因素对最大直径的极差为0.744、2.880、1.038,对分布标准差的极差分别为0.028、0.120、0.034,因此各因素的影响优先级分别为:乳化功率、乳化时间、超声波频率。随着乳化功率、乳化时间的增加,乳化效果明显增强,掺水乳化柴油中水核直径的拟合最大值与分布标准差逐渐减小,使得掺水乳化柴油中水核直径既小又平均,而超声波频率的影响则不明显;此外当水核直径及分布标准差减少到一定值后,增加乳化功率比增长乳化时间对掺水乳化柴油水核的细化影响更大,该研究可为乳化柴油制备水供参考。