韓超超

摘要∶HCCI和RCCI燃燒模式對缸內(nèi)壓縮溫度、油氣混合程度和不同燃料的組分分配比敏感。上述因素的循環(huán)分布不均會導(dǎo)致發(fā)動機的循環(huán)波動較大。本文主要利用車內(nèi)缸壓溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集處理卡、光電信號編碼器和rrlabview等等軟件設(shè)計搭建一個在線的對缸內(nèi)液壓溫度采集和數(shù)據(jù)進行實時柴油燃燒循環(huán)溫度變化分析的綜合系統(tǒng)研究平臺，以深入入地研究這種柴油循環(huán)燃燒溫度變化波動的基本特性。

關(guān)鍵詞：實時性優(yōu)化;內(nèi)燃機;燃燒分析系統(tǒng)

一、引言

均質(zhì)燃燒壓燃自動燃燒控制模型和自動反應(yīng)燃燒控制均質(zhì)壓燃工藝自動燃燒控制模型工藝是目前一種完全可以自動實現(xiàn)高效、低污染的新型通用內(nèi)燃機自動燃燒模型工藝技術(shù)，具備較高的動力供電和發(fā)熱效率與較低廢氣排放的能量。在整個HCCI和整個RCCI的柴油相關(guān)溫度研究中我們可以發(fā)現(xiàn)，缸內(nèi)的油氣壓縮環(huán)境溫度、油氣與各種混合燃料汽車過程中的油氣混雜物混合濃度，以及各種混合燃料的總體重量和燃料組分之間的溫度匹配比例等都會對整個HCCI和整個RCCI的柴油燃燒過程工作中的過程循環(huán)產(chǎn)生波動影響較大，即使更細微的一個柴油發(fā)動缸內(nèi)外部環(huán)境溫度變化，也可能會對柴油燃燒過程工作中的過程循環(huán)產(chǎn)生一個比較敏感的溫度變化，從而直接導(dǎo)致整個柴油發(fā)動機的燃燒工作過程循環(huán)運動頻率產(chǎn)生波動大。為了準(zhǔn)確地實時判斷這些氣體循環(huán)的燃燒波動率和頻率，必須一定要對其循環(huán)進行一次針對缸內(nèi)氣體燃燒波動情況的一次實時數(shù)據(jù)分析[1]。

二、內(nèi)燃機檢測發(fā)展方向

（一）發(fā)展問題

在一些需要使用大型內(nèi)燃機的具有常規(guī)特殊使用性能的工作臺架中，內(nèi)燃機的各種火災(zāi)發(fā)生情況幾乎沒有任何辦法直接進行檢測。然而較大氣體的單汽缸內(nèi)動機燃油功能品質(zhì)卻往往會給氣缸內(nèi)燃機的機身整體各項燃油功能結(jié)構(gòu)產(chǎn)生極大的不良影響。通過對柴油缸內(nèi)燃燒爆炸力和壓力的微觀分析，進行對我國發(fā)動機柴油氣缸缸內(nèi)燃燒性能狀態(tài)的宏觀分析與數(shù)值判斷，可以用于給我國發(fā)動機柴油氣缸燃燒性能的不斷改善發(fā)展指明方向。燃燒室的溫度變動分析儀該系統(tǒng)主要能夠?qū)崟r定量準(zhǔn)確呈現(xiàn)一個氣缸內(nèi)部或室外溫度，檢測不可通過檢測的真實循環(huán)燃燒室的溫度變動狀態(tài)，包括最大循環(huán)放熱燃燒功率，最大循環(huán)加壓燃燒功率，循環(huán)燃燒溫度的異常變動。目前，在對各種常規(guī)小型柴油發(fā)動機的氣體燃燒處理溫度進行分析中，普遍建議使用50～100個工作周期的燃燒溫度分析平均值。采用多個循環(huán)平均的數(shù)據(jù)計算處理方法，可以大大減少由于電機濾波器的缺陷而產(chǎn)生帶來的電機測量結(jié)果噪聲，但將多個連續(xù)循環(huán)的平均數(shù)據(jù)不再進行平均計算處理，特別對凡是50個連續(xù)循環(huán)，乃至100個連續(xù)循環(huán)的平均數(shù)據(jù)不再進行平均計算處理，掩蓋了導(dǎo)致柴油發(fā)動機廢氣燃燒不穩(wěn)定的主要原因和問題本質(zhì)，在有關(guān)柴油發(fā)動機的廢氣燃燒系統(tǒng)不穩(wěn)定性的問題研究中也很難廣泛采用。

基干上述的兩個問題，為了更好地深入進行關(guān)于RCCI和HCCI燃氣循環(huán)溫度波動和功率的綜合深入分析研究，本文基于軟件平臺，搭建一套實時氣缸燃燒中的溫度波動分析計算系統(tǒng)，采用單氣缸壓波動曲線分析作為理論基礎(chǔ)，通過溫度計算分析得出各種類型的氣缸內(nèi)燃機在一個氣缸中連續(xù)燃燒的氣缸溫度和油量放熱變化規(guī)律，研究各種類型的氣缸噴油溫度控制策略等影響因素對一個氣缸中小型內(nèi)燃機在整個氣缸燃燒中的溫度燃燒量和溫度放熱變化波動性質(zhì)及其產(chǎn)生的直接影響。

（二）內(nèi)燃機燃燒實時性優(yōu)化的分析

為了進一步研究改善和不斷提高各種燃燒精度計算數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)的節(jié)點數(shù)據(jù)處理實時性，利用燃燒應(yīng)用程序設(shè)計算法中節(jié)點數(shù)據(jù)實時同步性良好的燃燒生產(chǎn)商/廠和消費者節(jié)點運算處理模型模塊來逐步增強節(jié)點數(shù)據(jù)的實時共享處理功能，實現(xiàn)了對節(jié)點數(shù)據(jù)的快速實時同步運算和對節(jié)點數(shù)據(jù)快速實時存儲的并行處理，提高了各種燃燒精度計算的節(jié)點數(shù)據(jù)處理實時性;針對各種柴油發(fā)動機的燃燒進和出排氣、壓縮、燃燒、膨脹等各個節(jié)點階段，采用了不同的燃燒精度和工作層次燃燒計算處理方法，減少了各種動機進和出排氣、壓縮和燃燒膨脹各個節(jié)點階段的燃燒計算量和工作精度耗時;在各個節(jié)點燃燒計算中數(shù)量較多的各種燃燒機排放熱比節(jié)點計算模塊組中，采用適當(dāng)?shù)卦O(shè)計簡化的燃燒計算公式及其中的一個節(jié)點實時運算處理模塊，以利于增強各種燃燒計算系統(tǒng)節(jié)點計算的數(shù)據(jù)實時性。最后，本文對燃燒分析系統(tǒng)設(shè)計的實時性進行了分析，并對其設(shè)計方法和結(jié)果進行了現(xiàn)場試驗和論點。

三、實時燃燒分析系統(tǒng)的架構(gòu)

（一）液壓采集架構(gòu)

以固定角度坐標(biāo)點作為固定相位和節(jié)點的大氣缸內(nèi)液壓采集信號節(jié)點進行液壓采集。為了大大提高其相位燃燒現(xiàn)象分析的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和檢測效果，本文中兩個角標(biāo)點的相位燃燒數(shù)據(jù)采集器的頻率一般設(shè)定為0.1°ca。

（二）壓縮時手動自適應(yīng)溫度標(biāo)定

壓縮上點和停止點固定位置的處理精度與計算準(zhǔn)確性，將來也會直接影響決定壓縮示功圖的處理精度與計算準(zhǔn)確性，對于冷放熱壓縮比的精確計算尤為重要。因此，在開始進行有機燃燒氣體溫度測量分析數(shù)值計算前，需要首先準(zhǔn)確地測量標(biāo)定一個氣體壓縮上點和停止點的實際相位。本過程控制傳動系統(tǒng)在每一次進行RCCI和一次HCCI的綜合實驗傳動探索技術(shù)研究之前，先對其傳動進行不同傳動轉(zhuǎn)速的倒轉(zhuǎn)平拖傳動試驗，采用高速壓縮傳動線圈的方法自動對適應(yīng)適度地自動校正其在壓縮上和停止點間的偏移[2]。

（三）在線適應(yīng)自動濾波

對整個氣缸內(nèi)的壓力濾波進行在線適應(yīng)自動濾波。本振動控制系統(tǒng)基于頻譜噪聲分析，消除了通過去掉氣缸通道振動效應(yīng)和消除氣缸內(nèi)部氣體壓力波動所產(chǎn)生的內(nèi)部振蕩聲和噪聲。

（四）氣缸壓力的燃燒性能分析

主要是對于燃燒時的放熱速率、氣缸平均溫度、壓力上升速率、ca50 等各個參數(shù)進行了計算，并可以得到一個柴油發(fā)動機循環(huán)運轉(zhuǎn)變化曲線。

四、結(jié)論

針對測量氣缸在油壓和燃燒過程中由于通道效應(yīng)等造成的干擾，設(shè)計了氣缸壓力進行自適應(yīng)濾波，對比了傳統(tǒng)濾波方法，該濾波方式具有更高的自適應(yīng)性好且濾波效果得到明顯的提升，為基于氣缸單循環(huán)的實時燃燒溫度分析控制系統(tǒng)的應(yīng)用提供了依據(jù)。正確合理地分配企業(yè)的內(nèi)存和外部資源。將缸體壓力信息采集、燃油溫度計算與顯示、數(shù)據(jù)存儲模塊進行獨立操作，彼此之間進行數(shù)據(jù)共用。

參考文獻：

[1]內(nèi)燃機燃燒研究及面臨的挑戰(zhàn)[J]. 蔡志江，王達，傅強.內(nèi)燃機與配件. 2021（13）.

[2]內(nèi)燃機適應(yīng)性及運用方式[J]. 伍賽特.柴油機設(shè)計與制造. 2019（01）.