张碧林[1]2001年在《汽车发动机非稳态燃烧数据采集系统的研制和开发》文中研究表明发动机的非稳态燃烧分析往往需要很大的数据量，这就对发动机燃烧数据采集系统的性能提出了新的要求。本文论述一种在通用PC上开发的适应非稳态数据分析要求的燃烧数据采集系统。系统本身具备采集到发动机的上止点、转速、压力和离子电流信号等功能。文章论述了示功图的处理，如上止点的校正，压力基线的校正，并且应用数字信号处理技术，设计了分段滤波程序。文章还论述了离子电流的采集和处理，并探讨了离子电流在发动机测量上的各种应用。
《中国公路学报》编辑部[2]2017年在《中国汽车工程学术研究综述·2017》文中研究表明为了促进中国汽车工程学科的发展,从汽车噪声-振动-声振粗糙度(Noise,Vibration,Harshness,NVH)控制、汽车电动化与低碳化、汽车电子化、汽车智能化与网联化以及汽车碰撞安全技术5个方面,系统梳理了国内外汽车工程领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。汽车NVH控制方面综述了从静音到声品质、新能源汽车NVH控制技术、车身与底盘总成NVH控制技术、主动振动控制技术等;汽车电动化与低碳化方面综述了传统汽车动力总成节能技术、混合动力电动汽车技术等;汽车电子化方面综述了汽车发动机电控技术、汽车转向电控技术、汽车制动电控技术、汽车悬架电控技术等;汽车智能化与网联化方面综述了中美智能网联汽车研究概要、复杂交通环境感知、高精度地图及车辆导航定位、汽车自主决策与轨迹规划、车辆横向控制及纵向动力学控制、智能网联汽车测试,并给出了先进驾驶辅助系统(ADAS)、车联网和人机共驾等典型应用实例解析;汽车碰撞安全技术方面综述了整车碰撞、乘员保护、行人保护、儿童碰撞安全与保护、新能源汽车碰撞安全等。该综述可为汽车工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。
张平[3]2005年在《发动机输出扭矩与悬置力的非稳态仿真》文中提出在吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室对整车动力学研究的基础上,本文建立了适用于开发型汽车性能模拟器的发动机非稳态实时动力学模型。首先,从实时仿真角度出发,采用动力学一般等效原则对连杆质量进行了合理转换,实现了活塞动力学和曲轴动力学的解耦;同时建立了发动机瞬时摩擦模型;并采用了实时仿真算法,建立了发动机活塞-连杆-曲轴系统的实时动力学模型。其次,采用了单方向耦合模型建立了发动机活塞-连杆-曲轴系统与发动机六自由度振动模型的耦合关系,并将悬置简化成叁个相互正交的线性弹簧阻尼系统,建立了发动机六自由度振动模型。再次,在发动机转速、油门开度和曲轴转角这叁个维度上,利用典型工况下相邻转速和相邻油门开度对应于720 度曲轴转角的发动机燃烧压力,采用插值算法,获得了非典型工况下的发动机瞬时燃烧压力,为发动机的非稳态动力学模型提供了较准确的压力输入。最后,基于本文所建的仿真模型进行了定转速稳态工况和非稳态工况的仿真,并与ADAMS VIEW 中建立的模型进行了对比,验证模型达到了较好的一致性。
李想[4]2008年在《电控汽油机标定系统设计及试验研究》文中研究表明随着排放法规日趋严格,加之使用者对车辆的驾驶性、舒适性和安全性的需求日益提高,人们不得不考虑应用电子控制技术来改善各项性能指标,同时电控技术也是改善发动机性能及排放的主要手段。为了实现对发动机的精确控制,满足预定的动力性、经济性和低排放目标,必须对发动机进行精确的匹配标定以确定各项控制参数。随着电控系统功能不断增强,控制对象不断增多,功能完善且灵活方便的标定系统将起到越来越重要的作用。本文在对国内外电控发动机标定系统深入研究的基础上,结合实际情况,提出了电控汽油机标定系统的总体设计方案。在此基础上,首先对电控单元和通信单元的软硬件进行了设计。然后,基于Windows环境,采用Visual C++编写了标定系统软件。标定系统采用单一主机实现电控发动机的在线标定,采用多通道采集卡对所需数据进行统一采集,并结合串口通讯从废气分析仪中获取排放数据。主机和电控单元通过通讯单元进行数据传递,以实现对控制参数的修改和发动机状态的监测。标定系统软件界面友好、操作简单、功能完善、通用性强,可以实现在线数据采集、图形化显示、在线标定、数据保存等功能。本文的最后进行了试验台架的搭建,利用研制的电控汽油机标定系统在491QE汽油机上进行了初步试验研究。完成了发动机基本喷油脉宽和基本点火提前角的脉谱图及修正曲线的制取,并测取了部分工况点的试验数据,试验表明本文开发的标定系统达到了预期的开发目标。
卢杰[5]2016年在《脉冲爆震涡轮发动机关键技术研究》文中进行了进一步梳理与传统涡轮发动机相比,脉冲爆震涡轮发动机的循环热效率高、燃烧过程自增压等特性使得它具有单位推力大、耗油率低、推重比高、飞行马赫数宽等巨大潜在性能优势和广阔的应用前景,可以广泛应用于无人驾驶飞机、超音速远程导弹、直升机、舰船、超音速战斗机、民用客机以及超声速飞行器用组合动力装置中。本文主要针对脉冲爆震涡轮发动机研制中存在的叁大关键技术难题,即总体性能分析方法、脉冲爆震燃烧室压力反传的抑制、脉冲爆震燃烧室与压气机相互作用及匹配来开展研究工作,以期突破主要关键技术难题,推动脉冲爆震涡轮发动机的工程应用步伐,为我国国防科技工业动力装置的更新换代奠定技术基础。(1)总体性能分析方法首先,针对脉冲爆震燃烧室的非定常工作特性,建立了等效爆震室模型将非稳态工作部件等效转化为稳态工作部件,并利用双管脉冲爆震涡喷发动机原理样机的试验性能数据验证了该等效爆震室模型的准确性。同时结合传统涡轮发动机设计点性能计算方法和等效爆震室模型来开展脉冲爆震涡轮发动机设计点性能计算与分析,并对部件设计参数(压气机设计压比、爆震室工作频率、涡轮前温度)和部件效率(压气机效率、进气阀总压恢复系数、涡轮效率)进行了参数化研究,获得部件设计参数和部件效率对发动机性能的影响规律。设计点性能计算结果表明,在同等设计参数下,传统涡喷发动机采用脉冲爆震主燃烧室后,发动机单位推力能提升8.33%,同时耗油率能降低5.7%。然后,将该等效爆震室模型与通用性能计算程序NASA7901相结合,建立了脉冲爆震涡轮发动机通用性能计算方法。针对脉冲爆震涡喷发动机非设计点性能(速度特性、高度特性)进行了计算与分析,并与简化特性计算结果以及传统涡喷发动机特性进行对比分析。结果表明,在非设计点工况下,与传统涡喷发动机相比,脉冲爆震涡喷发动机推力能提高2%~6.5%,耗油率能降低3.1%~7.6%,同时单位推力也能提高2.4%~7.8%。(2)脉冲爆震燃烧室与压气机相互作用及匹配针对脉冲爆震燃烧室与压气机相互作用,建立了爆震室和二维平面叶栅相互作用数值仿真模型,研究了爆震室压力反传及其对平面叶栅流动的影响。结果表明,爆震室压力反传峰值较大时,会导致叶栅通道内出现整体倒流。通过设计气动阀以及提高来流总压等措施能够削弱反传压力对叶栅通道流动的影响,反传压力仅在叶栅出口的尾迹区、叶栅吸力面造成局部回流。在数值模拟基础上,建立了径流压气机与四管脉冲爆震燃烧室匹配试验平台,研究了压气机与四管爆震室两部件相互作用及匹配规律,实现了两部件在五种不同工作模式下的稳定匹配工作,获得了各种工作模式下的多管爆震室的压力反传及其对压气机的影响,掌握了两部件相互作用规律。同时设计了不同的喷管结构,研究了喷管节流对两部件匹配工作稳定性以及两者匹配工作线的影响。试验结果表明,爆震室的压力反传会对压气机产生节流作用,导致压气机压比增加,流量减小,转速升高,压气机与爆震室的匹配工作线向着喘振边界移动。爆震室出口喷管喉道会对爆震室反传压力产生影响,喉道面积越小,反传压力峰值越大,两部件匹配工作点离压气机的喘振边界更近。(3)脉冲爆震燃烧室头部压力反传的抑制及其完全隔离为了减弱甚至消除爆震室头部压力反传对压气机的影响,提出了将气动阀与隔离段相结合来抑制及隔离反传压力的方法。设计了一个内径为60 mm的单管脉冲爆震燃烧室试验系统,来开展压力反传抑制及其隔离试验探索。设计了锥形气动阀、突扩型气动阀和回流型气动阀并研究了其防反压特性,同时探索了突扩型气动阀和回流型气动阀在6种不同组合模式下的反压抑制效果。结果表明,突扩型气动阀在降低反传压力峰值的同时能通过喉道节流作用来提高来流总压,而回流型气动阀则在降低反传压力峰值的同时通过增加入口空气流量来提高来流总压,将两者进行适当组合,能大大降低反压峰值脉动量,其中采用突扩型气动阀+两段回流型气动阀组合结构下的反压峰值脉动量最小。在此基础上,结合文丘里管型隔离结构与气动阀的组合来开展反压完全隔离试验探索。试验表明,当爆震室工作频率超过25Hz以上时,采用文丘里管+叁段回流型气动阀的组合结构(组合型气动阀7)能够利用进气流道中的超音速流和激波实现反传压力的隔离,文丘里管入口已经检测不到反传压力扰动现象;而采用文丘里管+突扩型气动阀+两段回流型气动阀的组合结构(组合型气动阀8)在突扩型气动阀入口就检测不到反传压力扰动现象,从而有利于缩短整个反压隔离结构的长度。为揭示上述两种组合结构内部反压隔离机理,建立了其数值仿真模型并针对10Hz、20Hz和30Hz叁种工作频率下的流动特性进行数值模拟。研究发现,当工作频率为10Hz、20Hz时,在组合型气动阀8结构下整个进气流道内没有形成超音速流和激波,反传压力会沿着进气道一直向上游传播。在30Hz工况下,突扩型气动阀出口形成超音速流动和激波,但在反传压力作用下超音速流动区域会逐渐缩小直至消失,微弱的反传压力扰动波(脉动幅度小于0.2%)会通过突扩型气动阀继续向上游传播,但如此微弱扰动波对上游进气道或压气机的正常工作影响不大。对于组合型气动阀7结构而言,反传压力的隔离主要取决于文丘里型隔离段内是否能够形成足够强度的激波。在10Hz和20Hz工况下,隔离段没有形成超音速流动或者激波强度不够,导致无法实现反压的隔离。当爆震室工作频率达到30Hz时,隔离段形成较强的激波,使得反压无法越过隔离段继续向前传播,进而实现了反压的完全隔离。
汪长军[6]2004年在《汽油机非稳定加速工况燃烧模型的建立及其应用》文中研究表明本文从两个方面对汽油机加速工况其缸内燃烧情况进行了研究,一个是通过实验测量汽油机加速时气缸内的压力等参数,研究了汽油机在加速工况下的缸内工作情况,并对加速工况下缸内平均指示压力,最高燃烧压力等与稳态工况进行了比较。另外作者从理论上建立了汽油机在加速工况时缸内燃烧模型,编写了计算程序,其计算结果与实验结果吻合较好,然后在此基础上进行了变参数性能预测,并预测了在加速工况下汽油机NO_x的排放情况。其中模型的建立是本文的主要研究工作,具体内容如下: (1) 阐述了汽油机非稳定工况燃烧过程研究的意义及其现状,提出了本文的研究内容与研究思路。 (2) 介绍了汽油机加速工况下瞬态示功图的测量。对系统标定、动态上止点位置的确定、瞬态示功图的光顺方法等诸方面进行了较为详细的考虑,并对其实验结果进行了分析。 (3) 建立了汽油机非稳定加速工况燃烧模型,该模型可以计算加速工况下发动机气缸内压力、温度等数据。实验和计算结果的对比表明,该模型无论是对稳定工况还是非稳态过程,均能较好的预测汽油机的性能。并在此基础上进行了影响发动机加速性能因素的讨论。 (4) 利用节点积分法进行了燃烧室几何模型的计算,目的是为燃烧模型的顺利计算提供已燃区和未燃区的体积及其传热面积等参数。 (5) 在汽油机非稳定加速工况燃烧模型的基础上对汽油机加速工况下的NO_x生成情况进行模拟计算,并对其影响因素进行了讨论。 (6) 对本文所作工作进行了一个简单的概括总结并对将来的下一步工作提出了展望。
张瀛[7]2007年在《基于虚拟仪器的通用小型汽油机缸压采集分析系统的设计》文中研究表明通用小型汽油机是指除车用及特殊用途以外的汽油机,主要作为农林植保机械、小型农机具等的动力。具有体积小、重量轻、使用维修方便、价格低廉等特点,受到广大用户欢迎。随着社会对通用小型汽油机需求的不断增长,其性能的分析改进优化也就势在必行。要进行相关的分析改进优化,首要的任务就是对其发动机内部燃烧过程进行详细的研究,弄清发动机运行时各项参数对其燃烧过程的影响,测取这些参数并对其进行研究分析,所有这些都需要借助专门的测试设备来完成。虚拟仪器技术的不断发展,使得测试仪器逐步趋向于柔性化,这就有利于用户根据自己的需要组建适合自己的测试系统。而且在硬件不发生变化或变化很小的情况下,可实现测试系统的扩充、更改和升级。整个测试系统灵活方便,成本低,效率高。作者以LabVIEW软件开发平台以及与之紧密结合的数据采集硬件系统为基础,同时采用瑞士Kistler(奇石乐)公司推出的高性能缸内压力传感器以及意大利ELTRA公司光电编码器搭建了一套发动机缸内数据高速采集试验虚拟仪器平台系统。该系统可以完成缸内原始数据的采集与记录,并可以制作成各种总结报告作为研究人员研究分析发动机燃烧过程的参考数据资料。同时,由于采用通用的数据存储格式,可以很方便的与相关数据后处理软件进行数据传输,从而大大的增强了本系统的可扩展性能。通过将该测试系统应用于通用小型汽油机的试验测试,验证了所开发的测试系统满足设计的要求,达到了设计开发的目的。
李鹏[8]2006年在《内燃机数据采集及燃烧分析系统》文中进行了进一步梳理在综合对比国内外内燃机燃烧分析系统优劣的基础上,从实际出发开发一套功能实用、操作简单、价格便宜、升级扩展能力强的测试系统。本套系统在技术成熟的软硬件平台上编写,通过调用数据采集卡的驱动程序实现对底层硬件的访问与操作。只需要在的通用的计算机系统中安装本测试分析系统,并配以相应的数据采集卡(北京阿尔泰公司的PCI2006数据采集卡),就可以实现功能。升级或功能拓展则只需要在原系统中加入相应的功能模块就可以实现,无需对硬件及底层的驱动函数进行改动。 本文介绍了在XP系统下发动机气缸压力数据采集及燃烧分析系统的开发与研究情况。整套系统的开发和运行都是在windows XP环境下,运用了Visual c++和Visual Basic 6.0编译工具。本系统能够采集缸内压力,发动机转角信号等多路信号,并对采集到的信号进行调理、计算、分析、储存及绘图等操作,最后得到能被人所直观认识、理解的数据和图片。从而使每个本系统的使用者能对所测试的发动机有具体的认识,并且能根据系统所提供的各种数据对被测发动机工作过程和气缸内的燃烧状况有更具体的了解。测试分析结果对发动机的燃烧组织和结构优化起了指导作用。
张彧[9]2008年在《电控发动机标定系统的研究与实现》文中研究说明电控技术是降低发动机排气污染,提高其动力性和经济性的一个重要手段,在电控系统的开发、应用过程中,为了使发动机获得较好的动力、经济性能,满足国家的排放法规,保持良好的工作稳定性,需要对发动机的电控单元(ECU)与发动机进行调试匹配,对控制参数进行标定和优化。标定系统是根据发动机不同的性能要求,调整和优化发动机中的各个控制参数,以确定电控系统软件中控制参数的系统。传统电控发动机标定系统的标定装置与电子控制单元是一个整体,其标定部分都集成在电子控制单元中,标定系统与电子控制单元之间具有很强的耦合性,这种强耦合性缺陷使得电子控制单元开发商/标定工程师在电子控制单元开发过程中针对每种电子控制单元必须开发相应标定部分的代码,从而导致构建标定系统时的前期软件开发工作量变得非常庞大,费时费力且可靠性不高。在对国内外电控发动机标定系统深入研究的基础上,本文创新性的提出了一种弱耦合的标定系统体系结构,将标定装置作为标定软件和电子控制单元的中间层,标定装置通过相应的通信接口实现与上位机标定软件的通信以及数据交换;标定单片机和电子控制单元通过一个双口RAM,完成数据的共享,以实现对控制参数的标定和测量参数的监视。本文实现了一套上述体系结构的电控发动机标定系统:首先,完成了标定装置的硬件设计,标定单片机通过相应CAN接口外接CAN收发器组成和上位机标定软件进行通信的CAN通信网络,并且标定单片机通过地址/数据总线外扩双口RAM以实现与电控单元数据的共享;设计了一种基于环形缓冲区的CAN通信虚拟I/O模块,可以实现在标定装置和上位机标定软件之间快速、稳定地传输数据;同时,实现了CCP协议2.1规定的功能,可以响应上层标定平台下达的各种标定命令,完成参数标定和数据采集功能。另外,完成了上位机标定软件PCalibration的设计,设计了符合CCP协议、具有很强通用性的上位机标定平台。最后,利用研制的电控发动机标定系统,配合中国汽车工程研究院的标定工程师在电控发动机上进行了简单标定匹配试验,完成了基本控制参数脉谱图的制取,测取了HC和CO的排放数据,并实现了对状态参数的监视,验证了整个系统的功能。
孙小明[10]2007年在《小型通用汽油机气缸压力采集与燃烧分析系统的研究》文中研究说明本文进行了小型通用汽油机气缸压力采集与燃烧分析系统的开发研究,该系统由数据采集卡、传感器等硬件、缸压数据采集和燃烧分析软件等组成。基于示功图的信息是研究发动机缸内工作过程的重要手段。通过实测的示功图,经过计算整理可以获得诸如指示功、燃烧热效率等指示指标,最高燃烧压力及其对应曲轴转角、最高压力升高率及其对应曲轴转角、已燃质量分数、放热率等物理量,对进一步分析和揭示发动机缸内燃烧过程研究提供基础。高分辨率、高采集率、多通道、无相差和可以任意设定采样频率等特性的A/D板卡及一大批性能优越的相关测试仪器如转角信号发生器、电荷放大器、工控计算机等计算机硬件技术的高速发展深刻影响着现代气缸压力数据采集系统的发展。本开发研究系统中的数据采集系统选用瑞士Kistler公司生产的6117B型火花塞式缸压传感器,可以采集发动机缸内气缸压力数据,非常便利于分析发动机缸内的燃烧状况。以倒拖法确定发动机动态上止点的位置,为燃烧分析提供准确的基准信息。对于实验室及周围的干扰信号,采取硬件、软件两方面的相应措施来减小对系统的干扰和影响。使用Visual Basic.NET独立开发了汽油机气缸压力采集与燃烧分析软件。该软件在软件工程学的指导下,基于面向对象编程思想贯穿整个开发过程。软件界面设计简单、易于操作,独立的模块方便进一步扩充功能。软件设定为单通道采集气缸压力信号,还留有15个备用模拟通道。采集到的数据经过气缸压力数据标定处理和一系列光顺处理后,可绘制出气缸压力示功图、最大压力及出现的对应曲轴转角、压力升高率、已燃质量分数和累计燃料燃烧量等多项燃烧特性参数随曲轴转角的变化曲线图。本文以一台SL1P68F型小型通用汽油机为研究对象。运用自行开发研制的测试系统对其进行了不同运行工况的实验研究,分析了小型通用汽油机放热率、燃烧效率以及E10,E50,E95特征点等燃烧性能参数,验证了自主开发的燃烧分析系统的可行性,为分析和改进发动机性能提供相应的基础。
参考文献：
[1]. 汽车发动机非稳态燃烧数据采集系统的研制和开发[D]. 张碧林. 湖南大学. 2001
[2]. 中国汽车工程学术研究综述·2017[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2017
[3]. 发动机输出扭矩与悬置力的非稳态仿真[D]. 张平. 吉林大学. 2005
[4]. 电控汽油机标定系统设计及试验研究[D]. 李想. 吉林大学. 2008
[5]. 脉冲爆震涡轮发动机关键技术研究[D]. 卢杰. 西北工业大学. 2016
[6]. 汽油机非稳定加速工况燃烧模型的建立及其应用[D]. 汪长军. 长沙理工大学. 2004
[7]. 基于虚拟仪器的通用小型汽油机缸压采集分析系统的设计[D]. 张瀛. 天津大学. 2007
[8]. 内燃机数据采集及燃烧分析系统[D]. 李鹏. 河北工业大学. 2006
[9]. 电控发动机标定系统的研究与实现[D]. 张彧. 重庆邮电大学. 2008
[10]. 小型通用汽油机气缸压力采集与燃烧分析系统的研究[D]. 孙小明. 天津大学. 2007
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