燃气发动机爆震及爆震控制_左智慧
多缸天然气发动机爆震检测与控制系统设计和试验
DOI:10.16643/ki.14-1360/td.2020.02.062
天然气作为一种优质的清洁能源，其开发和利用 受 到 国 家 的 高 度 重 视 [1- 2]。天 然 气 在 内 燃 机 方 面 的 广 泛
影响，信噪比不高。 借鉴现有的研究成果，综合考虑天然气发动机的工
运用也响应了国家节能环保的基本国策。由于其本身 作特性，选择利用机体振动信号实现发动机的爆震在线
CHEN Da1, AN Jinsong2, LI Hongbing3, YIN Jianfeng1, CHANG Shaoliang1, LI Lei4
(1. Kunshan Jinhua Paus Rubber Tire Vehicle Manufacturing Joint Stock Limited Company, Kunshan 215321, Jiangsu, China; 2. Shanxi Jincheng Anthracite Mining Group Technology Research Institute Co., Ltd., Jincheng 048000, Shanxi, China; 3. Shanxi
Jinju Coal-electric Co., Ltd., Jincheng 048000, Shanxi, China; 4. Jincheng Anthracite Mining Group Technology Center, Jincheng 048000, Shanxi, China)
Abstract: The knock problem of natural gas engine seriously affects the stability and safety of the engine. Aiming at the knock problem, the original vibration signal of engine knock was collected, and the characteristic frequency of detonation was extracted by processing and analyzing the collected vibration signal. Furthermore, the special chip for knock processing was used to process the knock signal, and the embedded system was used to detect and control the knock. A knock detection and control system for multi-cylinder natural gas engine was designed. The knock signal was simulated by AUTOBOX to detect and control the engine knock online. The experimental results show that the designed knock detection and control system can effectively detect and suppress engine knock. Key words: natural gas engine; knock; knock control
燃气发动机爆震及爆震控制
燃气发动机爆震及爆震控制摘要：为解决内燃机的高效率和稳定性的问题，本文对 Waukesha公司的新型发动机系统管理模块(ESM）进行研究，通过对各个汽缸安装的爆炸探测传感器进行来实各个汽缸的起爆和发动负荷进行研究，提出Waukesha燃气发动机的安全、可靠的工作措施，以期为相关人员提供参考。
关键词：燃气发动机；爆震控制引言能源一直就是一个重要的全球性问题。
能源在各国的政治，经济，军事和科技都起十分重要的作用。
在经济快速发展的同时，我们的能耗也在快速地增长。
汽油、柴油等常规能源在不断地减少，已经严重影响到国家的经济与社会的可持续发展，而天然气是一种新型清洁的替代燃料，近十年来采用天然气作为燃料的新能源动力发展迅猛，然而在技术上还存在很多壁垒，与常规柴油相比，天然气主要是抗爆性差，限制了天然气发动机功率的发挥，因此对燃气发动机的爆震控制研究意义重大。
1.燃气发动机燃气发动机是一类以火花塞为燃料的燃气发动机，为了使其工作效率更高，其爆震的控制是其关键所在。
爆燃是由火花塞点燃后，气缸中混合气燃烧速度过快（火焰传播速度）而引起的。
结果发现，在普通的内燃机中，混合气体在火花塞中心点被点燃后，迅速地向外扩散，直到汽缸的末端。
爆震是一种异常的燃烧，当混合气被点燃后火焰迅速传播，爆炸点的火焰会膨胀，气缸内的压力及温度急剧升高，导致火焰前锋（火焰未传播到的地方）的混合气因为高温高压而自动燃烧，在缸内形成了多个火焰中心，它们之间会形成强大的冲击波导致气缸剧烈地振动。
这种冲击振动会造成气缸盖，气门和活塞圈的破坏。
爆震的发生与气体成分、进气温度、燃烧室结构、压缩比等有很大关系，其爆震特性可用爆震指标WKI来描述， WKI的数值愈大则说明气体爆炸的可能性愈小。
WKI的计算较为繁琐，采用9阶矩阵法，与沼气指标进行了对比，不但包括了可燃物对爆炸的催化效应，还包括了N2、CO2等非易燃气体等，从而可以准确反映出发动机内部的气体抵抗爆炸的能力。
发动机爆震控制系统ppt课件
❖ 1、磁致伸缩式爆震传感器 ❖ 2、压电式： ❖ 非共振型压电式爆震传感器 ❖ 共振型压电式爆震传感器
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5
• 爆震传感器的安装位置： 发动机缸体上
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6
•（1）、磁致伸缩式爆震传感器
.
7
• 信号输出特点
.
8
•（2）．非共振型压电式爆震传感器
.
9
•传感器的信号输出特点
该爆震传感器的突出优点是检测频率范围宽，可设计成由零至数十千赫兹，能
.
22
• 氧传感器分类
❖ 根据所采用的材料和检测原理，氧传感器可以分 为：
（1）氧化锆式氧传感器 （2）氧化钛式氧传感器
.
23
❖ （一）氧化锆式氧传感器
.
24
1、氧传感器的安装位置
.
25
2、氧传感器的安装位置
.
26
3、JETTA氧传感器的外型
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27
SANTANA氧传感器
.
28
时代超人氧传感器
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40
• 3、氧传感器的信号输出特点（怠速）
.
41
• 4、经济转速时传感器的信号输出特点
.
42
• 5、传感器的信号特点
❖ 浓的混合气对应高的氧传感器输出电压； ❖ 稀的混合气对应较低的氧传感器输出电压。
.
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第三节：发动机怠速控制系统
.
44
一、怠速控制系统的功能与组成
1.怠速控制系统的功能：
第二节： 发动机爆震控制系统
.
1
爆震定义： 汽缸内未燃部分混合气的在火焰前峰到来之前 自行燃烧，在汽缸内形成无方向的爆炸燃烧，简称爆燃，又因 为爆燃时会引起强烈的振动，并伴有强烈的金属敲击声，又称 为爆震。
L7044GSI燃气发动机频繁爆震原因分析与排除
＜９ ０ ℃
５～ ３ ５ ６ ２％ ～ ９ ３％ ７ ０ ０～ １ ２ ０ ０ ｒ ／ ａｉ ｒ ｎ
低 低
商
低
最佳 ８ ０ ％ ９ ０ ％
爆 震 时 正 常 脱水干气 ，湿度低 常在 ９ ５ ０ ｉ ｎ ｉ ｎ 运 转 常在 ９ ０ ％ ～９ ３ ％ 运 转
湿度和提高转速 的措施 ，经实 际应用爆震 故障被排除 ，保障 了 Ｌ ＮＧ正常生产。
关键词 ：燃气发动机 ；爆震 ；故障 ；分析 Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎｄ Ｒｅ ｍｏ ｖ ａ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｆｒ ｅ ｑ ｕｅ ｎｔ Ｋｎｏ ｃ ｋ ｉ ｎｇ
Ｆａ ｕｌ ｔ ｗｉ ｔ ｈ Ｌ７ ０ ４ ４ ＧＳ Ｉ Ｇａ ｓ Ｅｎ ｇ ｉ ｎｅ
部大修 ，但 ２ ０ １ ２ 年 ２月重新投运后爆震仍出现了 ５次 。 由于爆 震 停 机 的过程 极 短 和不 确定 性 ，经 多 次对 发 动 机 检 查 也 未 能 发 现 准 确 的 故 障 部 位 和 原 因 。 由于 按操 作规 程 重新启 机 往往 能正 常运 行 ，导 致该 故 障长期 未 能有效 排 除 。
．
６ ２．
内燃 机
２ ０ １ ３年 ４月
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９
气 缸 温 度 燃气 ＷＫ Ｉ 值 点 火 时 间 燃气进气压力 燃 气 压 缩 比
同
低
同
＜６ ５ ０
爆 震 前 正 常
１ ０ １ ． ５ ２
正 常
表 １ Ｌ Ｎ Ｇ厂 １ ２ ５ ０ ｋ Ｗ 压缩机历年故障统计
为排 除爆震 故 障 ，生 产厂 家先 后对 发 动机 进行 了多 次检 修 ，甚 至在 ２ ０ １ １ 年 １ １ 月 进行 了发 动 机顶
可变气门正时汽油机控制不佳引起爆震的研究
据 之后发 现 出现问题 之 前发 动 机 的点 火 和进 气 系 统控制 基本 正 常， 缸 压 也 没 有 明 显 的变 化。 汽 Ｐ ３ ６的故 障码 的 触发 条 件 是 点火 提 前 角 的 最快 ０２ 回调 角度超 过 了其最 大 的限定 值 。通 过试 验 和层 层分 析 ， 问题终 于被 锁定 在 以下 特 定工 况 之下 ： 瞬
分析 得知 ， 在进 口发 动机 做 完 第 一 轮发 动 机 台架试验 之 前 不存 在该 问题 ， 后 仅 仅 更 换 了爆 其
震 传感 器供 应 商 ， 出现 了 该 问 题 。进 一 步 分 析数
１ 问题 的调 查 与定 性
由于爆 震现象 非 常复 杂 ， 涉及 的因 素很 多 ， 对
发 动机点 火 提 前 角 主要 分 为 两 大 部 分 ： 运 主 行工 况 下 的点 火提 前 角和 特 殊情 况 下点 火 提前 角
图 １ 发 动 机 损 坏 情 况
态 全油 门加速 工况 ； 态 的部 分 油 门工 况 ； 度相 稳 温
限值 。主运行 工况 下 的点 火提 前 角 又分 为 ５大 部 分， 分别 是 启 动 、 速 、 驶 、 行 以及 减 速 断 油 。 怠 行 滑
收 稿 日期 ： ０ １— ５— ５ ２ １ ０ ０
・
１ ・ ０
上海汽车
２ １ ．７ ０ １０
２ 爆 震 控 制 的 原 理 及 爆 震 信 号 的处 理 与修 正
２ １ 点火 提前 角 的 是综 合所 用 的运 行 情 况 ， 整到最 为合适 的点 火 提前 角 ， 调 以达 到最佳 的 性能、 最优 的燃 油 经济性 、 排放 以及 驾驶性 能 。
爆震控制名词解释
爆震控制名词解释
爆震控制啊，这可真是个超级重要的玩意儿呢！你知道吗，就好像我们人需要保持身体的平衡和健康一样，发动机也需要一种特别的呵护，而爆震控制就是给发动机的这种呵护呀！
爆震，简单来说，就是发动机内部不正常的燃烧现象。
想象一下，发动机就像一个努力工作的大力士，在拼命干活的时候，如果燃烧不顺畅，就会出现这种爆震啦。
这可不行呀，这会让发动机很不舒服，甚至会损害它呢！
那爆震控制是怎么做的呢？它就像是一个聪明的指挥官，时刻关注着发动机的工作状态。
通过各种先进的技术和传感器，它能敏锐地察觉到爆震的迹象，然后迅速采取行动。
这就好比我们看到危险要赶紧避开一样。
它会调整点火时间，让燃烧更加合理，不会出现那种突然的、剧烈的反应。
这就像是在跳舞的时候，调整舞步的节奏，让整个舞蹈更加流畅、优美。
它还可能会调整燃油的喷射量，确保燃料和空气的比例恰到好处，就像做菜时调料放得刚刚好，才能做出美味的菜肴。
而且呀，爆震控制可不是一件简单的事情呢！它需要非常精准的计算和判断，稍有差错可就不行啦。
这真的是一项超级精细的工作呀！如果没有爆震控制，发动机可能会经常出现问题，动力下降，油耗增加，那可就糟糕了呀！
所以说呀，爆震控制真的是太重要啦！它就像一个默默守护发动机的英雄，让发动机能够稳定、高效地工作。
我们在享受汽车带来的便利的时候，可不能忘记爆震控制的功劳呀！它让我们的出行更加顺畅、安全，难道不是吗？我们真的应该好好感谢它呢！
总之，爆震控制是发动机运行中不可或缺的一部分，它的重要性怎么强调都不为过。
它确保了发动机的良好性能和可靠性，让我们的生活更加美好。
卡特彼勒G3520C燃气发动机“爆震”原因分析及处理
卡特彼勒 G3520C燃气发动机“爆震”原因分析及处理摘要：瓦斯发电显著的经济效益和社会效益，促进了往复式内燃发电机组不断发展。
在运行过程中常遇到各种类型的爆震现象，本文对于卡特G3520C燃气发动机“爆震”原因进行分析，指出了造成爆震的原因，并结合燃机发动机组的特点，提出了相应的处理方法，以减少机组爆震为主要目标，提高了机组的运行稳定性。
关键词：燃气发动机；爆震；原因分析及处理前言我公司有60台卡特G3520C燃气发动机，为我公司的主要发电设备，主要燃料为煤矿井下抽才出的瓦斯气，运行过程中频繁出现爆震停机现象。
机组投运至今，每台机组年故障停机约70次左右，其中机组爆震停机约30次左右，占到所有故障停机的43%左右，严重影响了机组的正常运行。
1爆震的成因与危害当发动机吸入燃气与空气的混合物后，在压缩行程还未到达设计的点火位置、种种控制之外的因素却导致燃气混合物自行点火燃烧，此时，燃烧所产生的巨大冲击力与活塞运动的方向相反、引起发动机震动，这种现象称为爆震。
造成爆震的这种不正常燃烧常带有爆炸性质，给发动机气缸盖、缸壁、活塞顶部、连杆等机构造成很强的机械应力和热应力，而强烈爆破时的冲击会破坏润滑油膜，加速汽缸磨损，发动机的动力性、经济性和可靠性都有明显下降。
严重者表现为活塞环槽中活塞环磨损、腐蚀活塞表面，火花塞瓷体碎裂，排气门烧蚀等，严重地影响了发动机地寿命。
2机组爆震停机的原因G3520C燃气发动机在运行过程中，当爆震水平超过报警触发点，机组会发出报警；当爆震水平超过发动机关停报警的触发点，电子控制模块会延迟发生爆燃的气缸的点火正时。
如果气缸的点火正时在延迟了6度后经过5秒依然存在爆震，电子控制模块会发出指令让发动机停机，造成机组爆震停运。
就G3520C燃气发动机来说，造成机组爆震主要有以下几方面原因：2.1进气温度高在机组运行过程中，较高的进气温度导致混合燃气在压缩冲程过程中，压缩温度超过自动点火温度，在压缩冲程时混合燃气提前燃烧，造成机组爆震。
燃气发动机爆震及爆震控制
燃气发动机爆震及爆震控制
左智慧
【期刊名称】《能源技术》
【年(卷),期】2005(026)001
【摘要】为了燃气发动机的高效稳定运行.从燃气发动机的爆震产生的主要原因出发,介绍了Waukesha最新一代的发动机系统管理模块(ESM),该模块根据发动机各气缸装设的爆震检测传感器信号,控制和调整各气缸的点火时间及发动机负载,避免爆震对发动机造成安全影响,可以实现Waukesha燃气发动机的安全稳定运行.【总页数】3页(P41-42,44)
【作者】左智慧
【作者单位】三井巴布科克武汉办公室,武汉,430071
【正文语种】中文
【中图分类】TK1
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12V190大功率燃气发动机爆震测量研究
12V190大功率燃气发动机爆震测量研究
刘光玉
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【摘要】在一台12V190大功率燃气发动机上利用非共振式机体振动测量方法对爆震测量系统进行了试验研究.试验表明:选择合适的爆震传感器,合理设计系统采样频率,利用Blackman-Harris_窗对快速傅里叶变换(FFT)算法进行加权处理,能够有效改善爆震测量效果,提高特征频率、参照频率、爆震强度等爆震辨识过程的效率和准确性.同时,以爆震测量为基础的实时控制系统,将爆震划分为轻度、中度、重度三段区域,针对性地采用不同的控制策略,也能够较好地满足大功率燃气发动机爆震保护与控制需求.
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【作者】刘光玉
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【摘要】为了提高燃气发动机的动力性和可靠性,在分析爆震产生原冈的基础上,采用新型爆震处理芯片HIP9011设计了燃气发动机的爆震检测实验,采用TI公司的TMS320F2812控制专用DSP,完成了爆震信号的控制.
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【作者】李小瑞;夏斌
【作者单位】中国石油集团海洋工程有限公司,北京,100176;中国石油集团海洋工程有限公司,北京,100176
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论发动机爆震及爆震控制模块的组成
论发动机爆震及爆震控制模块的组成
肖凌翔;杨守财
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【作者】肖凌翔;杨守财
【作者单位】哈尔滨东安汽车动力股份有限公司,哈尔滨 150066;哈尔滨东安汽车动力股份有限公司,哈尔滨 150066
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