張建華，趙際燕，趙復(fù)帥，安相論

（山東省內(nèi)燃機(jī)研究所，山東濟(jì)南，250000）

測(cè)控臺(tái)架控制參數(shù)對(duì)柴油機(jī)性能影響的試驗(yàn)研究

張建華，趙際燕，趙復(fù)帥，安相論

（山東省內(nèi)燃機(jī)研究所，山東濟(jì)南，250000）

柴油機(jī)試驗(yàn)需要按照相應(yīng)的試驗(yàn)技術(shù)條件進(jìn)行，測(cè)控臺(tái)架控制參數(shù)的變化將引起柴油機(jī)性能參數(shù)的變化。研究某型柴油機(jī)在不同的燃油溫度和排氣背壓控制參數(shù)下，柴油機(jī)性能的變化。

柴油機(jī)；燃油溫度；排氣背壓

0 引言

柴油機(jī)在試驗(yàn)過程中需要控制相應(yīng)的參數(shù)在一定范圍內(nèi)，燃油溫度和排氣背壓是試驗(yàn)過程中需要控制的臺(tái)架參數(shù)?？刂茀?shù)的波動(dòng)將引起柴油機(jī)性能數(shù)據(jù)的變化。

1 柴油機(jī)性能隨燃油溫度變化的試驗(yàn)

1.1試驗(yàn)對(duì)象

試驗(yàn)用柴油機(jī)為增壓、中冷、四沖程、配機(jī)械式調(diào)速器的船用柴油機(jī)，額定工況為345kW/1500（r/min）。

1.2試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)過程中控制柴油機(jī)進(jìn)氣溫度（25±2）℃，相對(duì)濕度（40±5）%，出水溫度（92±1）℃，排氣背壓（9±1）kPa，柴油溫度由28.4℃增加至69.1℃。柴油機(jī)各性能參數(shù)隨燃油溫度變化結(jié)果見圖1所示。

1.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

由圖1試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在保證柴油機(jī)其他控制參數(shù)不變的條件下，柴油溫度平均每增加4.5℃，功率下降約3kW。渦輪后排溫下降約3℃，柴油機(jī)燃油消耗率基本保持不變。

2 柴油機(jī)性能隨排氣背壓變化的試驗(yàn)

2.1試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)過程中控制柴油機(jī)進(jìn)氣溫度（25±2）℃，相對(duì)濕度（40±5）%，出水溫度（92±1）℃，柴油溫度（38±3）℃，排氣背壓由2.1kPa增加至82.2kPa。柴油機(jī)各性能參數(shù)隨燃油溫度變化結(jié)果見圖2所示。

2.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

由圖2試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在保證柴油機(jī)其他控制參數(shù)不變的條件下，排氣背壓平均每增加8.9kPa，功率下降約3kW。渦輪后排溫增加約12℃，柴油機(jī)燃油消耗率增加約2.1g/（kW·h），柴油機(jī)的燃油消耗量基本保持不變。

圖1 柴油機(jī)性能隨燃油溫度變化曲線

圖2 柴油機(jī)性能隨排氣背壓變化曲線

3 結(jié)論

燃油溫度和排氣背壓是柴油機(jī)在試驗(yàn)過程中需要控制的參數(shù)，因此在試驗(yàn)過程應(yīng)控制并監(jiān)測(cè)該型參數(shù)。在出現(xiàn)柴油機(jī)性能數(shù)據(jù)不正常（例如功率下降、燃油消耗率升高、排溫升高）的情況下，可以調(diào)取該型臺(tái)架控制參數(shù)，并分析其是否在柴油機(jī)技術(shù)條件要求的控制范圍內(nèi)。在柴油機(jī)正常工作而試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常的情況下，可以作為解決分析機(jī)性能數(shù)據(jù)異常的方法。

[1]Gong Chen, 顏光耀.燃油溫度對(duì)直噴式柴油機(jī)燃料噴射、燃燒和排放的影響[J]. 國外內(nèi)燃機(jī),2009（6）:23-29.

[2]郭仲海.柴油機(jī)性能對(duì)排氣背壓的敏感性研究[J]. 內(nèi)燃機(jī), 2010（4）:47-49.

圖6 校正后采樣信號(hào)頻譜圖

由圖2可以看出，校正時(shí)間非均勻誤差的Farrow結(jié)構(gòu)分?jǐn)?shù)時(shí)延濾波器包含四個(gè)串型FIR濾波器。四個(gè)子濾波器系數(shù)不同，結(jié)構(gòu)完全相同。各子濾波器之間通過一個(gè)乘法器和加法器對(duì)濾波器輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。圖4為分?jǐn)?shù)時(shí)延濾波器的設(shè)計(jì)原理圖。

3 功能測(cè)試

采用頻率為20MHz、幅度值為2V的正弦信號(hào)作為模擬輸入信號(hào)。在單路65MSPS采樣率，總采樣率130MSPS的條件下對(duì)本系統(tǒng)做了性能測(cè)試。對(duì) FPGA 中校正前后的數(shù)據(jù)同時(shí)讀回 4096 點(diǎn)到計(jì)算機(jī)中，處理后得到采樣信號(hào)校正前后頻譜示意圖。圖5為校正前采樣信號(hào)的頻譜圖，圖6為校正后采樣信號(hào)的頻譜圖。

從校正前后的頻譜圖中我們看到在40MHz處由時(shí)間誤差、增益誤差引起的雜散得到了明顯的抑制。

4 結(jié)論

本文分析了TIADC并行采樣產(chǎn)生非均勻誤差的原因，設(shè)計(jì)了非均勻誤差校正的實(shí)現(xiàn)方案，完成了整體電路設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)能較好的抑制因相位偏移、時(shí)鐘抖動(dòng)等造成的非均勻誤差，實(shí)現(xiàn)了高速和高精度ADC采樣。

參考文獻(xiàn)

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Test Research on Influence of Test bench Control Parameter to Diesel engine’s Performance

Zhang Jianhua, Zhao Jiyan, Zhao Fushuai ,An Xianglun
（Shandong internal combustion engine research institute, Jinan Shandong,,250000）

Diesel engine’s test should be performed according to the technical conditions. Parameters variation could change the engine’s performance. Research the diesel engine’s performance with different fuel temperature and different exhaust pressure.

diesel engine; fuel temperature; exhaust pressure