多缸柴油机各缸一致性特征参数研究

多缸柴油机各缸一致性特征参数研究

【摘要】： 多缸发动机各缸工作性能不一致会导致油耗和排放的增加，振动增大，并缩短发动机寿命。传统机械式发动机由于无法检测各缸不一致性，而无法实现各缸一致性的控制，但随着传感器技术和电子技术的发展，使发动机各缸一致性检测与控制成为可能。目前常通过检测缸压和瞬时转速判断各缸一致性，结合高压共轨技术实现各缸一致性控制。为此本文以四缸高压共轨柴油机为研究对象，研究发动机运行参数对基于缸压和瞬时转速实现各缸一致性控制的特征参数的影响，为实现各缸一致性控制提供依据。本文采用Labview软件开发瞬时转速采集系统，通过NI采集卡USB-6259采集经滤波，整形处理后的曲轴位置传感器信号，得出瞬时转速，对瞬时转速完成判缸和缺齿处理，并降低瞬转速采样因子，提取特征参数判断各缸一致性。并在1600rpm稳态工况下进行试验，试验结果表明：降低采样因子能通过特征参数的大小判断各缸一致性。为研究运行参数对特征参数的影响，在低转速和低负荷下研究转速和负荷的影响，并在怠速工况下研究发动机水温、喷油定时及轨压的影响，试验结果表明：在同负荷下随着转速升高，基于缸压的特征参数：最大爆发压力、IMEP、CA10和CA50增大，最大压力升高率减小；基于瞬时转速的特征参数：最大瞬时转速和最小瞬时转速减小，波动幅值和波动率与转速不成线性关系，且瞬时转速波形由平均转速确定。在同转速下随着负荷增大，基于缸压的特征参数：最大爆发压力、IMEP、最大压力升高率增大，CA10和CA50减小；基于瞬时转速的特征参数：最大瞬时转速增大，最小瞬时转速减小，波动率增大，并波动幅值与波动率与发动机负荷成线性关系。在怠速工况下，较低水温对最大爆发压力、最大压力升高率、IMEP及燃烧重心的影响较明显，且水温越高燃烧速率越快；在80℃水温时改变喷油定时导致燃烧始点改变，导致最大爆发压力、最大压力升高和燃烧重心(CA50)的变化，但对IMEP影响不大；并在喷油提前较为-8°ATDC增大轨压，燃烧始点提前，最大爆发压力、最大压力升高和燃烧重心(CA50)的改变，导致油耗的上升，并不能改善燃烧的稳定性。在怠速工况下，水温升高最大瞬时转速、最小瞬时转速和波动率减小；在80℃水温时改变喷油定时，对最大瞬时转速和波动率有一定影响，但不是线性关系，对最小瞬时转速没有影响；在喷油提前较为-8°ATDC增大轨压，瞬时转速的各特征参数基本不变。

【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014

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