《汽油机爆震特征提取与诊断研究》硕士学位论文

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浅析汽油发动机爆震的产生检测和控制

浅析汽油发动机爆震的产生检测和控制
C h i n a S c i e n c e & T e c h n o l o g y O v e r v i e w 工 艺设计改造及检 测检 修
浅析汽油发动机爆震的产生检测和控制
郭彦 同 吴进 户
( 柳州五菱柳机动力有限公司, 广 西柳 州 5 4 5 0 0 5 ) 【 摘 要】近些年伴 随着生活水平的提 高汽 车越发普及。 与此 同时汽车的性能; 例如其动 力性 、 经济性 、 和排放性等也越发收到大家的
关注。 因石 油 资 源 的 不 可再 生性 而引 发 油价 提 升 ; 想要 提 高燃 油 的 经 济性 ; 越 来越 多的 发 动 机 开 始 增 高压 缩 比; 这 也 导 致 了汽 油机 爆 震 可 能 性的增 高。 爆 震 与发 动机 功 率 的提 升和 经 济性 优 劣休 戚 相 关 。 当发 生 强烈 的爆 震 时: 汽 油机 不 能 工作 。
e c o n o my , mo r e a n d mo r e t h e e n g i n e b e g a n t o i n c r e a s e t h e c o mp r e s s i o n r a t i o , wh i c h a l s o l e a s d t o t h e p o s s i b i l i t y o f i n c r e a s e d g a s o l i n e e n in g e k n o c k . Kn o c k a n d e n g i n e p o we r a n d e n h a n c e e c o n o mi c p e r f o ma r n c e b e b o u n d t o g e t h e r i n a c o mmo n c a u s e . I n c a s e o f s t r o n g d e t o n a t i o n , g a s o i l n e e n in g e c a n n o t wo r k .

高功率密度汽油机超级爆震的机理与抑制策略

高功率密度汽油机超级爆震的机理与抑制策略
研究方法
采用理论分析、数值模拟和实验验证 相结合的方法,对高功率密度汽油机 超级爆震的机理进行深入研究,并验 证所提出抑制策略的有效性。
02
高功率密度汽油机超级爆震机 理
超级爆震定义
• 超级爆震:在高功率密度汽油机中,由于气缸内局 部高温、高压,导致火焰传播速度异常加快,使得 燃烧过程出现异常强烈的冲击波和压力波,进而导 致气缸内压力和温度急剧升高,发动机出现异常振 动和噪声的现象。
超级爆震发生条件
高压缩比
高压缩比是超级爆震发生的基本条件之一。在压缩过程中 ,气缸内气体被压缩,温度和压力急剧升高,为超级爆震 的发生提供了有利条件。
燃油自燃
在某些情况下,燃油在气缸内自燃,产生大量的热量和压 力波,导致气缸内压力和温度急剧升高,进而引发超级爆 震。
缸内局部高温
由于气缸内局部高温、高压,导致火焰传播速度异常加快 ,使得燃烧过程出现异常强烈的冲击波和压力波。
热力学模型
建立热力学模型,研究气缸内气体温度、压力等 参数的变化规律,为超级爆震的机理研究提供理 论支持。
动力学模型
建立动力学模型,研究发动机振动、噪声等参数 的变化规律,为超级爆震的抑制策略研究提供理 论支持。
03
高功率密度汽油机超级爆震的 抑制策略
基于点火时刻控制的抑制策略
推迟点火时刻
通过推迟点火时刻,降低缸内燃烧速度,从而抑制超级爆震 的发生。
高功率密度汽油机超级爆震 的机理与抑制策略
汇报人: 2023-12-19
目录
• 引言 • 高功率密度汽油机超级爆震机
理 • 高功率密度汽油机超级爆震的
抑制策略 • 实验研究与结果分析 • 结论与展望 • 参考文献
01
引言

汽油发动机爆震的产生以及检测与控制

汽油发动机爆震的产生以及检测与控制

如 汽 油 在 气 缸 中 不 能 完 全 燃 烧 ,燃 烧 室 内 就 会
种 故 障 现 象 ,必 须 加 以控 制 。 事 实 上 ,发 动 机 在 没 有 发 生 明 显 爆 震 时 ,燃 烧
形 成 大 量 积 炭 ,使 燃 烧 室 容 积 减 小 ,从 而 导 致 发 动
机 因 压 缩 比过 大 而 爆 震 。
室 壁 面 润 滑 膜 , 加 速 零 部 件 磨 损 ,使 局 部 过 热 而 损
升 高 ,又 使 缸 内 混 合 气 再 度 受 到 压 缩 , 导 致 缸 内 温
度 剧 烈 升 高 、热 辐 射 明显 加 剧 , 因而 易 产 生 爆 震 。
b、压 缩 比 过 大
坏 。 因 此 ,爆 震 是 汽 油 发 动 机 运 行 过 程 中 最 有 害 的
K e r y wo ds: g s lne e i a o i ng ne; i nii n s c g to ho k; i pe to ns c i n; c ntol o r
爆 震 是 汽 油 发 动 机 的 一 种 非 正 常 燃 烧 , 它 通 常 是 尚 未 燃 烧 的 可 燃 混 合 气 在 进 一 步 压 缩 、 热 辐 射 的
速 度 最 快 ,动 力 性 最 好 。 所 以 ,有 效 地 控 制 爆 震 , 不 仅 能 够 消 除 爆 震 的 危 害 ,而 且 还 可 以改 善 发 动 机 的 工 作 性 能 。要 实 现 对 爆 震 的 控 制 ,就 必 须 分 析 爆 震 产 生 的过 程 和 原 因 ,检 测 并 判 定 其 强 弱 , 以进 行 适 时 的控 制 。
Al I a : Thi a er a l i e h r a y t e ga o i ng ne i nii n s c n t u es I u m a z s t e  ̄ r et s p p na ysz s t e ha m m de b h s lne e i g to ho k a d i sca s . t s m i r e h i pe i n n o r l ng way he s o nd d s u s s t i dva a e d d s dv t ge ns cto a d c nt o l i s of t h ck a i c s e he r a nt g s an i a an a s.

基于DWT的汽油机爆震特征提取及爆震强度的判定

基于DWT的汽油机爆震特征提取及爆震强度的判定

文章编号:1000 0909(2003)03 0233 0621 046基于DWT 的汽油机爆震特征提取及爆震强度的判定杨建国,刘晓峰,林波(哈尔滨工业大学汽车工程学院,山东威海264209)摘要:研究了利用离散小波变换提取爆震特征的方法。

利用离散小波变换不但能够有效地从汽油机缸内压力信号中提取爆震特征,而且能够有效地从缸盖上的结构振动信号中提取爆震特征。

在此基础上,提出了一种基于离散小波变换的爆震强度表征方法,即利用信号经离散小波变换后在特征域上的频谱值大于参考信号在相应域上频谱值的数量作为爆震强度指标。

应用和分析结果表明,对于压力信号和振动信号,这种方法均能有效地表征其爆震强度。

关键词:汽油机;爆震;爆震强度;小波变换中图分类号:T K411 22 文献标识码:A引言世界原油资源的不断减少以及排放法规的日益严格,要求现代汽车发动机具有更高的效率和低油耗、低排放性能。

为了达到上述要求,采取了一些相应的措施,如在发动机上装备增压机、提高压缩比等,但这些措施都会导致爆燃的发生。

爆燃是汽油机的不正常燃烧现象之一。

一般认为,爆燃是由于末端未燃混合气自燃点火而急剧燃烧造成的[1]。

爆燃导致缸内压力产生波动作用于气缸,从而引起爆震。

严重的爆震会引起发动机机体的强烈振动并造成气缸盖过热,使之燃烧不充分而污染环境,破坏汽油机机体,使汽油机的动力性和经济性恶化[2]。

但是,当汽油机工作在轻微爆震区时,其燃烧速率很快,燃烧过程接近定容过程,汽油机的动力性和经济性反而得到改善[3]。

因此采取措施使发动机始终工作在轻微爆震区具有重要意义,它不但可以消除爆震所带来的不良影响,而且可以充分利用爆震来提高汽油机的动力性和经济性,改善尾气排放。

而要实现这一目的,首先必须能够检测出爆震是否存在;如果存在爆震,还要判定出爆震的强度。

目前,检测爆震的传感器主要是压力传感器和加速度计[4,5]。

有学者正在研究利用声传感器[6]、电离子流传感器[7]和光传感器检测爆震[2]。

关于汽油发动机爆震分析

关于汽油发动机爆震分析

Internal Combustion Engine &Parts0引言汽油发动机是以汽油作为燃料,将化学能转换为动能的发动机。

由于汽油发动机的转速高、质量轻、运转平稳、使用维护方便。

因此,在小型汽车上汽油发动机得到了广泛的应用。

由于汽油发动机自身因素和外部因素的影响,在使用的过程中发生爆震等现象,进而影响到汽油发动机的使用性能。

爆震对汽油发动机的发展十分不利。

为推动汽油发动机的发展,需要对汽油发动机爆震有效控制!本文拟通过分析爆震的影响因素,对爆震的检测方法和具体的控制进行研究分析。

1汽油发动机与爆震汽油发动机要提高化学能向动能的转换效率,就要提高对燃料的有效利用。

由于不同因素的影响,在燃烧的过程中发生爆震现象,从而影响到发动机的性能提升和正常使用。

1.1汽油发动机的爆震现象爆震现象是在燃烧室内火焰传播过程中,部分远离火花塞的没有燃烧的混合气被已经燃烧的混合气膨胀压缩,使局部混合气先于正常火焰前锋发生自燃,形成多个火焰核心,产生后继性缸压振荡。

此时,燃烧所产生的巨大冲击力导致燃烧室内压力回波声速达~1000m/S (正常火焰前锋传播速度在10到50m/S 之间)。

气缸内的燃烧压力如图1所示。

1.2爆震对汽油发动机的影响轻微的爆震对发动机不会有太大的影响,强烈的爆震会对发动机带来危害。

爆震发生时,气缸内燃烧的放热率会剧增,导致燃烧温度剧增,给燃烧室各部件的受热面带来额外的热负荷;爆震发生时,气缸内的压力升高率也会剧增,给活塞等运动部件带来过高的机械负荷。

同时由于爆震的产生是因局部的提前自燃引起,局部的压力剧增会导致活塞受力不均匀,加剧运动件的磨损,产生强烈的振动、噪音。

这些都会缩短发动机的使用寿命。

此外,当爆震发生时,排放恶化,油耗增加,动力下降等这些都会对汽油发动机的性能产生十分消极的影响。

2汽油发动机爆震影响因素汽油发动机爆震的影响因素主要分为:点火角、压缩比、冷却水温度、空燃比、燃料。

汽油发动机爆震分析与控制

汽油发动机爆震分析与控制
可以对爆震燃烧过程进 行更 深入 细致的分析 。但 使用 现有
的压力传感器 , 要 对气 缸盖 进行 较大 的加 工 , 感器 成 需 传 本高 , 寿命短 , 故这种方法 目 主要 用于实验性 的研究 。但 前 不少专家预测 ,随着 对排 放 和燃 油经济 性要 求 的提高 ,这 种方法今后将得到广泛应用 。
2 8・ 2
第7 期

强: 汽油发动机爆震分析与控制
总第 29 0 期
爆震 。这时不宜采用控制爆震 的方法来调整点火 提前角 , 可 采用开环控制方案控制点火提前角 。即 , 此时微机不再检测 分析爆震传感器输入信号 , 只按 R M 中存储 的信息 及有关 O 传感器控制点火提前的大小。显然 , 断在某 一时刻究竟 要判
时达到避免 强爆震 和最佳 燃油 利用率 目标。发动 机的多参 数综合控制 可以监控 多种信号和工作状态 , 并根据 当前状态 选择最佳 的控制策 略 , 从而确保在任何情况下都能达到最佳 控制 。
采用开环控制抑或闭环控制, 可由微机对反映负荷的传载器 送来的信号进行分析予以实现。
图 2 爆震反馈控 制原理 图
收 稿 日期 :0 1—0 21 3—1 6

断爆震 。在机体 或气 缸 盖上 的合适 位 置上 安装振 动 ( 加速 度 )传感器 , 测量 由爆震 时的压力振荡 所引起 的机体 振动 , 调整传感 器和信 号识别 处 理系 统的频 带 , 其能 覆盖发动 使 机爆震 时 的振 动 频 率 ( 车发 动 机 爆 震 频 率 一 般 为 5~ 轿 1 H 之间), 在爆震 发生时 与之共 振 , 给出相应 的信 0k z 并 并 号输 出。该方 法 目前被广泛应用于 国内外 的轿车发动机上 , 优点是传 感 器结 构 简单 。成本 低 、 修 方便 , 合 大量 生 维 适

汽油机爆震和柴油机的工作粗暴

汽油机爆震和柴油机的工作粗暴

新疆农业大学机械交通学院课程论文题目汽油机爆震和柴油机的工作粗暴学院机械交通学院专业机械设计制造及其自动化班级机制094姓名王江学号084131222 指导教师孙颖职称教授2012 年6月15日汽油机爆震和柴油机的工作粗暴王江摘要:分析了汽油机爆燃和柴油机工作粗暴两种非正常燃烧现象产生的机理, 以及造成此现象的一些因素,指出了两种现象的异同。

关键词:汽油机; 爆燃; 柴油机; 工作粗暴1 汽油机爆震汽油机的正常燃烧是由电火花点燃混合气,形成火焰中心,并且火焰从此中心按一定的速率,连续地向燃烧室四周传播,直到把所有的混合气燃完为止。

汽油机的爆震是由于不正常燃烧引起的,它主要有以下几个特点:1)由于火焰前锋以正常的火焰传播速率推进, 使处于最后然烧位置上的所谓末端,混合气受到进一步的压缩和热辅作用,促进先期氧化反应加速并放出部分热量,其结果使终然混合气温度不断升高,超过燃油的自燃温度,以致在正常火焰到达之前,在终燃混合气最适宜发火的部位形成新的火焰中心,混合气自燃并由此开始高速的火焰传播。

2)局部的终燃混合气的温度,压力急剧上升,造成终燃混气燃烧条件好,相继进行自燃,于是终燃混合气迅速燃烧完毕,造成火传播速率极高,达800-1000 m/s而正常燃烧仅为20-30 m/s。

3)由于终燃混合气急剧自燃,造成气缸内部压力急剧上升,产生强大的压力冲击波,导致气缸壁的强烈振动和噪音,因振频高达3000-5000 Hz,故暴震声尖锐而清晰,能从发动机正常工作噪音中分辨出来。

可见,所谓汽油机暴震,就是由于终燃合气急剧自燃而使汽油机产生振动和金属敲击声的现象。

2 柴油机工作粗暴通常导致柴油机工作粗暴的方面有以下几点:2.1 柴油机选用不当。

柴油发动机燃烧时,着火延迟期越长,喷入燃烧室的油量就越多,着火后一起燃烧,使燃烧加剧,导致气缸内压力上升很快,最高压力增大,工作粗暴。

2.2供油时间过早。

如果供油时间过早,那么着火前喷入气缸中的油量增加,燃料将喷入压力和温度都不够高的压缩空气中,使着火延迟期增长,同时导致柴油机工作粗暴。

汽油机爆震在线检测系统设计与试验

汽油机爆震在线检测系统设计与试验

第4期(总第237期) 2018年8月车用发动机VEHICLE ENGINENo .4(Serial No .237)Aug .2018汽油机爆震在线检测系统设计与试验张志谋1,郑圣彬2,陶文辉2,杨涛2,陈京瑞1,石磊1(1.上海交通大学动力机械与工程教育部重点试验室,上海200240;2.中国船舶重工集团公司第七—研究所,上海201108)摘要:在嵌入式工控机的控制下,应用N I 数据采集卡及Lab V IE W 软件,完成了对非共振型压电式爆震传感 器和光电式转速传感器输出信号的采集及处理,实现了基于机体振动检测的汽油机爆震在线检测。

完成了检测系 统的软件设计,通过信号采集模块、处理模块、爆震判别模块和数据保存模块,实现了基于Lab V IE W 的爆震识别。

对某3缸汽油机进行爆震试验,通过分析振动信号,确定了爆震特征频率范围和爆震阈值,并研究了阈值的影响因 素。

最后进行发动机爆震状况在线检测,试验结果表明本检测系统对发动机爆震的识别是有效的。

关键词:汽油机;爆震;在线检测DOI : 10.3969/j.issn.l001-2222.2018.04.002中图分类号:TK411.22文献标志码:B文章编号:1001-2222(2018)04-0006-05由于振动噪声小、升功率高和结构紧凑等优点, 汽油机在汽车工业领域的地位十分重要,但其经济 性的改善和功率的提升,均受到爆震这个关键因素 的制约[1]。

经研究发现:当发生轻微爆震时,燃烧过 程更接近定容燃烧,发动机的功率和热效率均有所 提高[2]。

而强烈的爆震会引起一系列的问题,如发 动机过热、零件应力增加、输出功率降低及排放水平 恶化等[3_4]。

因此如何将发动机控制在轻微爆震,同 时避免强烈爆震是发动机应用领域一大技术挑战。

在进行汽油机台架试验时,通常采用检测缸内 压力的方法来进行发动机的爆震检测,但其传感器 价格昂贵,尤其是用于多缸汽油机时,爆震检测的成 本大大增加。

汽油机爆震研究

汽油机爆震研究
机由电火花点燃可燃混合气 ,形成火焰 中 心, 并按一定的速率连续传播到整个燃烧室。在此过 程 中, 火焰前峰以正常的传播速率推进 , 使处于最后 燃 烧 位 置 上 的终 燃 混 合 气 受 到压 缩 和 热 辐 射 作 用 , 促进先期氧化反应加速并放出部分热量 ,终燃混合 气温度不断升高 , 超过燃油 的 自燃温度 , 以致在正常 火焰 到 达 之 前 , 形 成 新 的火 焰 中心 。 因此 , 爆 燃 现 象 是终燃混合气的 自燃 。局部的终燃混合气 自燃造成 局部温度 、 压力急剧上升 , 在气缸 内产生瞬间的显著 压力不平衡。由此形成冲击性 的压力波 以极高的速
文章编号 : 1 6 7 2 — 5 4 5 X( 2 0 1 4) 0 9 — 0 1 8 6 — 0 3
近年来 , 随着 汽车越来越普及 , 汽车 的动力性 、 经 济 性 和 排放 越 来 越 受 到大 家 的关 注 。提 高汽 车 的 动力性 、 经济性 , 可 以增大点火提前角 、 增大压缩 比, 而这 在 一 定程 度 上 又 增 大 了爆 震倾 向 。汽 油机 爆 震 燃烧能引起发动机过热 、高温下燃烧产物分解 引起 早燃 , 增加积碳。由于提高压缩 比或点火过早 , 在气 缸 内产 生 急剧 燃 烧 ,发 出一 种 金属 敲 击声 或排 气 管 冒黑烟 。爆 震 也是 一 直 困扰汽 车 工程 师 的一个 难 题 , 本文将对爆震 的产生及原理进行分析 ,并 提出汽油 机 各个 参 数与 产生 爆震 的关 系 。
E q u i p me n t Ma n u f a c t u r i n g T e c h n o l o g y No . 9, 2 01 4
汽 油 机 爆 震 研 究
许绍 工 , 覃妹健 , 李 露露

发动机爆震现象诊断

发动机爆震现象诊断

发动机爆震现象诊断引言发动机爆震是指在汽油机的正常工作循环中,当发动机的工作出现异常震动和噪音时产生的现象。

该现象往往由于燃烧不正常引起。

发动机爆震会严重影响发动机的性能、经济性和可靠性,因此及时诊断和解决爆震问题对于维护发动机的正常工作是至关重要的。

本文将介绍发动机爆震的原因、常见的诊断方法以及解决爆震问题的措施。

1. 爆震的原因发动机爆震的原因通常有以下几个方面:1.高温高压条件下燃气自燃:当燃烧室内温度和压力升高到一定程度时,燃气可能不需要火花就能自行燃烧,引起爆震。

2.高压缩比:高压缩比会增加燃气的温度和压力,增加爆震发生的可能性。

3.空燃比异常:过低或过高的空燃比都可能导致爆震。

过低的空燃比会导致燃烧不完全,形成易燃物质积聚;过高的空燃比则会增加燃烧的速度,容易引发爆震。

4.燃油品质:低质量的燃油容易产生不稳定的燃烧,导致爆震的发生。

2. 爆震的诊断方法为了准确判断发动机是否发生爆震,可以采用以下诊断方法:2.1 观察和听觉检查通过观察和听觉检查发动机工作时的异常震动和噪音,可以初步判断是否存在爆震现象。

这包括发动机的震动幅度、声音类型以及频率。

一般来说,发动机爆震会伴随着较大的震动幅度和金属撞击声。

2.2 数据记录分析使用数据记录仪记录发动机工作时的相关参数,如转速、油门位置、燃油喷射时刻等。

通过对这些参数的分析,可以判断是否存在爆震现象。

比如,转速突然升高或下降、燃油喷射不稳定等都可能是发动机爆震的信号。

2.3 燃烧室内压力测试通过安装压力传感器测量燃烧室内的压力变化情况。

如果发现压力变化明显不规律或存在尖峰波动,可能是爆震的表现。

此方法可以较准确地判断发动机是否发生了爆震。

2.4 排放气体分析通过对发动机排放气体进行分析,可以检测是否存在燃烧异常的迹象。

爆震往往导致燃烧不完全,产生高浓度的一氧化碳和氮氧化物等有害物质。

通过分析排放气体中的成分和浓度,可以初步判断发动机是否发生了爆震。

某汽油发动机爆震问题分析与解决

某汽油发动机爆震问题分析与解决

10.16638/ki.1671-7988.2019.08.041某汽油发动机爆震问题分析与解决魏远飞,郭伟,侯邦明(上汽大众汽车有限公司,上海201805)摘要:汽油发动机爆震不仅影响发动机的性能,而且引起用户的噪声抱怨。

文章结合某汽油发动机爆震异响实际案例,分析研究了发动机爆震的原因,并基于爆震控制的策略,通过台架标定,优化点火提前角,成功提供了汽油机爆震的解决方案。

关键词:汽油发动机;爆震;分析中图分类号:U464 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2019)08-130-03Analysis and Resolution of a Gasoline Engine Knocking ProblemWei Yuanfei, Guo Wei, Hou Bangming( SAIC V olkswagen Automotive Co., Ltd., Shanghai 201805 )Abstract: Gasoline engine knocking not only affects engine performance, but also causes user complaints. In this paper, the actual case of knocking noise of a gasoline engine is analyzed. Based on the strategy of knocking control, the gasoline engine-knocking problem is successfully resolved by optimizing ignition advance angle.Keywords: Gasoline Engine; Knocking; AnalysisCLC NO.: U464 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)08-130-03引言由于汽油发动机自身因素和外部因素的影响,在使用的过程中发生爆震等现象,发动机爆震过程中往往伴有冲击波,从而发出尖锐的金属敲击声,也就是通常所说的“敲缸”现象。

汽油机爆震的原因危害及预防论文

汽油机爆震的原因危害及预防论文

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逐缸断火法:逐个断开气缸的高压线,观察发动机转速变化,若被断火的气缸发动机转速明 显下降,说明该缸工作正常;若断火后发动机转速无明显变化,说明该缸不工作。
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逐缸断油法:逐个切断燃油供给,若发动机转速明显下降,说明该缸供油正常;若断油后发 动机转速无明显变化,说明该缸不供油。
火花塞故障:火花塞老化、 磨损或点火不良,导致汽油 燃烧不充分
燃油喷射系统故障:喷油嘴 堵塞、漏油或喷油压力过高, 导致汽油燃烧不充分
发动机内部磨损:气缸、活 塞、曲轴等部件磨损,导致 密封不良,汽油燃烧不充分原因:冷却系源自故障、发动机负荷过大、点火时间过早
危害:气缸盖气缸体变形、气门烧蚀、活塞卡滞等
活塞环磨损:爆震时的高压气体使活塞环与气缸壁之间的摩擦加剧,导致活塞环磨损严重
气缸壁磨损:爆震时的高温气体使气缸壁温度升高,导致气缸壁上的润滑油膜破坏,进而加速 气缸壁磨损
曲轴箱压力升高:爆震时的高压气体使曲轴箱内的压力升高,导致曲轴箱内的润滑油变质,影 响发动机的正常运行
发动机性能下降:由于以上原因,发动机的性能会明显下降,如功率下降、油耗增加等
单击此处添加标题
听诊法:用听诊器等工具听取气缸异响,若某缸发出清脆的“当当”声,说明该缸供油正常; 若某缸发出沉闷的“当当”声,说明该缸供油不畅。
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触摸法:用手触摸气缸盖、气缸壁等部位,若某缸温度明显高于其他缸,说明该缸供油正常; 若某缸温度明显低于其他缸,说明该缸供油不畅。
诊断时需注意安全,避免拆卸发动 机时发生意外
噪音和振动增加:爆震会产生 噪音和振动,影响驾驶舒适性
发动机磨损加剧:爆震会导致 发动机气缸、活塞等部件磨损 加剧,缩短发动机寿命

爆震发动机研究进展

爆震发动机研究进展

爆震发动机研究进展爆震发动机是一种具有高推重比、低成本、清洁环保等特点的新型发动机,其研究对于提升航空航天领域的技术水平具有重要意义。

本文将介绍爆震发动机的研究现状、方法和成果,并探讨未来的研究方向和前景。

爆震发动机是一种基于爆震波原理工作的发动机,利用燃料在点火后产生的爆震波来产生推力。

相较于传统发动机,爆震发动机具有更高的推重比、更低的成本和更清洁环保等优势,因此在航空航天领域具有广泛的应用前景。

然而,爆震发动机的研究也面临着许多挑战,如爆震波的稳定性、发动机材料和结构的设计等。

目前,国内外研究者已经取得了一些重要的研究成果。

例如,中国科学家在爆震发动机的燃烧机制方面取得了重要进展,提出了一种新型的爆震燃烧模型,有助于提高发动机的效率和性能。

此外,美国宇航局也开展了一系列爆震发动机的实验研究,探索了不同燃料和不同发动机结构对爆震波的影响,为爆震发动机的研究提供了重要的参考。

爆震发动机的研究方法主要包括实验研究、理论分析和数值模拟等。

实验研究可以通过真实发动机的测试获得实际数据,对研究结果进行直接验证;理论分析可以对爆震发动机的燃烧过程、推力产生机制等进行深入探讨,指导发动机的设计和优化;数值模拟方法可以通过计算机模拟实验过程,对发动机的性能和稳定性进行预测和评估。

三种方法各有优劣,应根据具体的研究需求进行选择和结合。

虽然已经取得了一些研究成果,但是爆震发动机的研究仍然存在一些不足之处。

首先,爆震波的稳定性问题仍然没有得到完全解决,影响了发动机的性能和可靠性;其次,爆震发动机的材料和结构问题也需要进一步研究和探索,以提高发动机的寿命和稳定性;最后,爆震发动机的应用范围还需要进一步拓展,以满足更多领域的需求。

未来,爆震发动机的研究将更加注重跨学科的合作和创新,涉及材料科学、燃烧学、动力学等多个领域。

此外,随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展,数值模拟将在爆震发动机的研究中发挥更加重要的作用,有助于解决实验和理论分析无法解决的问题,提高研究效率和准确性。

汽油机爆震燃烧的成因及预防策略分析

汽油机爆震燃烧的成因及预防策略分析

10.16638/ki.1671-7988.2020.10.039汽油机爆震燃烧的成因及预防策略分析冯朝阳,王湉湉,王驰恒(长安大学汽车学院,陕西西安710064)摘要:从1886年至2020年汽车工业取得了蓬勃发展,对人们的生产生活产生了重要影响。

经过上百年的发展,汽车的各项技术业已完备,但爆震燃烧问题一直尚未根除,即生活中的敲缸、叫杆。

其对发动机缸体造成损坏,对车辆的动力性、排放性造成很大影响。

文章深度阐述了爆震燃烧的形成过程,危害,检测诊断方法及不同因素对预防爆震的影响。

关键词:汽油机;爆震燃烧;压缩比;爆震传感器中图分类号:U464.171 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2020)10-130-03Analysis on the Cause of Detonation Combustion of Gasoline Engineand its Prevention StrategyFeng Zhaoyang, Wang Tiantian, Wang Chiheng(School of Automobile, Chang'an University, Shaanxi Xi'an 710064)Abstract: From 1886 to 2020, the automobile industry has made a vigorous development, which has an important impact on people's Production and living. After hundreds of years of development, the car technology has been complete, but the detonation combustion problem has been difficult to solve, that is, in the life of the cylinder, called the rod. It causes damage to the engine block and has a great impact on the power and emission of the vehicle. In this paper, the formation process of detonation combustion, detection methods,hazards, and the influence of different factors on the prevention of detonation are described in depth.Keywords: Gasoline engine; Detonation combustion; Compression ratio; Knock sensorCLC NO.: U464.171 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)10-130-03前言汽油机爆震燃烧的定义(简称:爆震)是指在压缩行程终了时,火花塞点火之后,在火焰前锋面从火花塞处向活塞顶部推进时,当火焰还未燃至末端混合气之前,因受到缸内热辐射和压缩作用的影响,使得末端混合气温度、压力升高而导致自行燃烧的现象[1]。

基于神经网络的汽油机爆震的诊断

基于神经网络的汽油机爆震的诊断

2007年第9期农业装备与车辆工程基于神经网络的汽油机爆震的诊断孙杰(威海职业技术学院,山东威海264200)摘要:爆震是汽油机的一种不正常燃烧状态,严重爆震会使汽油机各项性能全面下降,甚至损坏发动机。

但是汽油发动机工作在爆震边缘时将获得最佳动力性和经济性。

本文提出了一种基于小波变换和神经网络的汽油机爆震识别方法,利用小波变换提取爆震特征,通过改进了的BP神经网络对汽油机爆震有无以及强度进行识别。

关键词:神经网络;小波变换;汽油机;爆震中图分类号:TK411+.22文献标识码:B文章编号:1673-3142(2007)09-0040-04收稿日期:2007-01-11作者简介:孙杰(1969-),山东莱阳人,现任教于威海职业技术学院,高级讲师。

DiagnosisonEngineKnockBasedonNeuralNetworkSUNJie(WeihaiVocationalTechniqueCollege,Weihai264200,China)Abstract:Knockisanabnormalcombustion.Heavyknockworsenstheperformanceofagasolineengineorevendamagesit,butweakknockimprovesthedynamicperformanceandthefueleconomyofit.Amethodthatrecognizesthestateofknockbasedonwavelettransformandneuralnetworkwaspresented.Theknockfeaturewasextractedbywavelettransform,andtherecognitionofknockwasrealizedbyneuralnetwork.KeyWords:neuralnetwork;wavelettransform;gasolineengine;knock概述爆震燃烧是汽油机不正常燃烧现象之一,轻微爆震可以使发动机的性能有所提高,但中等程度以上的爆震会产生噪声,造成不充分燃烧而污染环境,严重的爆震甚至会破坏发动机正常工作。

基于双谱的汽油机爆震特征提取与强度评价

基于双谱的汽油机爆震特征提取与强度评价

基于双谱的汽油机爆震特征提取与强度评价张剑;刘昌文;毕凤荣;毕晓博【摘要】将双谱分析应用于爆震振动信号分析,提出了爆震特征频率提取和强度判定的方法.首先,用功率谱密度估计的方法分析发动机3个方向的振动信号,确定爆震特征频率范围;然后,利用双谱分析不同爆震强度下的振动信号并提取双谱主对角线切片,分析不同状况下的信号频率间的相位耦合关系,确定爆震特征频率;最后,提出了爆震强度评价参数.试验结果表明,相比功率谱密度估计,双谱峰值频率更能凸显爆震特征频率,爆震强度评价参数能有效判定爆震强度.【期刊名称】《振动、测试与诊断》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】6页(P717-722)【关键词】振动信号;爆震频率;爆震强度;双谱【作者】张剑;刘昌文;毕凤荣;毕晓博【作者单位】天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津,300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津,300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津,300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津,300072【正文语种】中文【中图分类】TK417+.1以增压和直喷为代表的小型强化技术是提高汽油机热效率的重要技术途径[1]。

研究表明,在当前技术水平下,根据不同的强化程度,小型强化技术可以带来15%~30%的油耗降低效果。

但是,随着小型强化程度的提高,汽油机发生爆震的几率增加,剧烈爆震致使汽油机动力性、经济性下降,甚至损坏汽油机,但轻微爆震反而能改善汽油机的动力性和效率[2],因此及时有效地检测爆震并判定其强度具有重要的理论意义和工程实用价值。

目前,常用的爆震检测方法主要为直接检测法和间接检测法。

前者主要基于燃烧压力[3]和离子电流[4]等,爆震状态识别精度高,但受传感器可靠性、发动机结构和成本限制,难以大范围推广应用[5]。

检测缸体振动信号[6]属于间接方法,具有易安装、可靠性高以及成本低的优点。

因此,基于振动信号的爆震检测已成为当前国内外研究的重要方向。

基于DWT的汽油机爆震特征提取及爆震强度的判定

基于DWT的汽油机爆震特征提取及爆震强度的判定

基于DWT的汽油机爆震特征提取及爆震强度的判定
杨建国;刘晓峰;林波
【期刊名称】《内燃机学报》
【年(卷),期】2003(021)003
【摘要】研究了利用离散小波变换提取爆震特征的方法.利用离散小波变换不但能够有效地从汽油机缸内压力信号中提取爆震特征,而且能够有效地从缸盖上的结构振动信号中提取爆震特征.在此基础上,提出了一种基于离散小波变换的爆震强度表征方法,即利用信号经离散小波变换后在特征域上的频谱值大于参考信号在相应域上频谱值的数量作为爆震强度指标.应用和分析结果表明,对于压力信号和振动信号,这种方法均能有效地表征其爆震强度.
【总页数】6页(P233-238)
【作者】杨建国;刘晓峰;林波
【作者单位】哈尔滨工业大学,汽车工程学院,山东,威海,264209;哈尔滨工业大学,汽车工程学院,山东,威海,264209;哈尔滨工业大学,汽车工程学院,山东,威海,264209【正文语种】中文
【中图分类】TK411.22
【相关文献】
1.汽油机爆震强度的分析 [J], 薛远
2.基于双谱的汽油机爆震特征提取与强度评价 [J], 张剑;刘昌文;毕凤荣;毕晓博
3.基于振动的汽油机爆震始点识别与强度评价研究 [J], 韩璞;毕凤荣;张剑
4.基于非线性小波变换的汽油机爆震强度识别 [J], 李宁;周瑞
5.基于集合经验模式分解的汽油机爆震特征提取 [J], 李宁;杨建国;周瑞
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工学硕士学位论文汽油机爆震特征提取与诊断研究张建峰哈尔滨工业大学2003年7月国内图书分类号:U464国际图书分类号:629工学硕士学位论文汽油机爆震特征提取与诊断研究硕士研究生:张建峰导师:杨建国副教授申请学位:工学硕士学科、专业:车辆工程所在单位:汽车工程学院答辩日期:2003年7月授予学位单位:哈尔滨工业大学Classified Index:U464U.D.C: 629Dissertation for the Master’s Degree in Engineering RESEARCH ON ENGINE KNOCK FEATURE EXTRACTION AND FAULTDIAGNOSISCandidate:Supervisor:Academic Degree Applied for: Speciality:Date of Defence:Degree-Conferring-Institutio: Zhang JianfengAssociate Prof. Yang Jianguo Master of Engineering Vehicle EngineeringJuly, 2003Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要火花点火式汽油机广泛应用于各种汽车。

汽油机爆震的存在制约了其动力性和经济性能的改善。

研究有效的爆震信号特征的提取方法,进而准确的诊断爆震的强度,一方面可以避免爆震的危害,另一方面为控制汽油机工作在爆震边界区以提高其动力性和经济性能奠定基础。

本文主要针对爆震特征的提取方法、爆震强度指标和诊断策略进行研究。

分析了短时傅立叶变换(STFT)、Wigner-Ville分布(WVD)和离散小波变换(DWT)在处理非平稳信号时的优势和不足。

给出了各自的离散化算法。

分析了Wigner-Ville分布中产生交叉项的原因,并着重研究了抑制交叉项的方法,即平滑伪Wigner-Ville分布(SPWD)。

结果表明:SPWD可以有效地抑制交叉项。

对STFT、SPWD和DWT三种时频分析方法处理非稳态信号的有效性进行了仿真研究,论证了三种方法提取冲击特征的有效性。

将STFT、SPWD和DWT三种时频分析方法应用于汽油机缸内压力信号和缸盖上的振动信号的处理,对三种方法进行了爆震特征提取的实际应用研究,应用和分析结果表明:STFT和SPWD两种方法不但能从汽油机缸内压力信号中有效提取爆震特征,而且还能从缸盖上的振动信号中有效提取爆震特征。

SPWD方法计算量大,耗时长。

STFT和SPWD只有在适当滤掉低频成分的前提下,才能有效地提取爆震特征。

DWT方法可以直接从缸内压力信号和机体振动信号中有效地提取爆震特征。

提出了两种基于DWT的爆震强度指标,即信号DWT结果特征域上信号的平均能量(KI)和峰值(Amax)。

这两种强度指标作为压力信号和振动信号统一的强度指标,实用性较高。

提出了一种以检测信号的爆震指标与爆震指标的参考值之间的差值来衡量爆震强弱的诊断方法。

应用该方法诊断某型HYUNDAI汽油机的爆震,结果表明,该方法能够较准确的评价爆震的强弱程度。

该诊断方法不仅适用于缸内压力信号,而且同样适用于机体振动信号。

关键词汽油机;爆震;特征提取;小波变换;爆震强度- I -哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSpark ignition engines have been widely used on various cars. Knock limits the improvement of power and fuel economy of car engines. It is of great significance to find an effective method to be used to extract the knock feature from a measured signal, and a method to be used to diagnose the knock intensity exactly. These are the focus of this thesis.The effectiveness and shortcomings of the short time Fourier transform (STFT), the Wigner-Ville distribution (WVD) and the discrete wavelet transform (DWT) in processing non-stationary signals are studied. The discrete algorithms of the three methods are presented. The cause of cross-terms inheres in WVD is studied. Besides, the smooth pseudo Wigner-Ville distribution (SPWD) which is used to suppress the cross-terms in WVD is analyzed. It is shown that the cross-terms are suppressed effectively in SPWD. In order to demonstrate the fact that the three methods, that is, STFT, SPWD and DWT, are efficient in processing non-stationary signals, simulations are implemented. Then the effectiveness to extract shock feature from a non-stationary signal by the three methods is demonstrated.The applications of STFT, SPWD and DWT to extract knock feature from both the pressure signals measured from an engine cylinder and the vibration signals measured on an engine head is studied. The results are as follow. STFT and SPWD can extract engine knock feature effectively from both the pressure signals and the vibration signals. SPWD needs more computational effort and is timely cost. Knock feature can be extracted by STFT and SPWD only if certain low-frequency components are filtered from the original signals, while knock feature is extracted outstandingly by DWT from the two kinds of original signals.Based on DWT, two kinds of knock intensities are presented. They are the average energy (KI) of a signal in the characteristic domain of DWT and the peak (Amax) of the signal in the characteristic domain of DWT. The two knock intensities are very practical when work as the unified knock intensity for both the pressure signal and the vibration signal. A diagnosis strategy is presented, that is, using the difference between the knock intensity value of a measured signal- II -哈尔滨工业大学工学硕士学位论文and the referential value to determine the intensity of knock. This strategy is applied to diagnose the knock for a HYUNDAI engine. It is shown that the strategy can judge knock intensities effectively. The strategy can work well not only for the pressure signals but also for the vibration signals.Key words SI engine; knock; feature extraction; wavelet transform;knock intensity- III -哈尔滨工业大学工学硕士学位论文目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题的来源以及研究的目的和意义 (1)1.2 国内外的研究现状 (2)1.2.1 爆震燃烧的研究现状 (2)1.2.2 爆震测量的研究现状 (3)1.2.3 爆震特征提取方法的研究现状 (3)1.2.4 爆震强度指标的研究现状 (5)1.3 主要研究内容 (5)第2章爆震信号处理方法的研究 (6)2.1 爆震信号的特点 (6)2.2 短时傅立叶变换 (8)2.3 Wigner-Ville分布 (10)2.3.1 Wigner-Ville分布的定义 (10)2.3.2 模糊函数与Cohen类时频分布 (11)2.3.3 交叉项的抑制 (12)2.4 小波变换 (15)2.4.1 小波变换的时频分析特性 (15)2.4.2 小波变换结合FFT的信号处理方法 (17)2.5 本章小结 (23)第3章爆震信号的特征提取 (24)3.1 汽油机爆震试验 (24)3.2 爆震特征的提取 (25)3.2.1 应用短时傅立叶变换提取爆震特征 (27)3.2.2 应用平滑伪Wigner-Ville分布提取爆震特征 (29)3.2.3 应用小波变换提取爆震特征 (31)3.3 本章小结 (34)第4章爆震指标及诊断策略的研究 (36)- IV -哈尔滨工业大学工学硕士学位论文4.1 爆震强度评价指标的选择 (36)4.2 压力信号和振动信号的爆震强度指标的比较 (37)4.3 爆震诊断策略 (39)4.4 本章小结 (45)结论 (46)参考文献 (47)攻读硕士学位期间发表的学术论文 (51)哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明 (52)哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书 (52)致谢 (53)- V -哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1 课题的来源以及研究的目的和意义本文的研究内容是哈工大博士启动基金项目“小波分析在汽油机爆震检测中应用的研究”的一部分。

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