全气缸取样装置中燃烧分析系统及多脉冲喷油模式的开发

摘要

目前，国内外越来越关注柴油机的微粒污染问题，对现代柴油机排气微粒的重新认识和研究势在必行。缸内取样技术是研究柴油机颗粒物生成机理和演化过程的重要手段之一，作者利用前期开发的现代柴油机全气缸取样系统，进行了全气缸取样过程瞬态热力参数的采集和分析，并建立了基于高压共轨的多脉冲喷射系统，具体主要工作如下： 1)开发了基于LabVIEW的内燃机燃烧分析系统。该分析系统具有良好的人机界面，可以实时监控缸内压力变化情况，计算压力升高率、放热率和缸内平均温度。 2)开发了以中断系统为核心，基于微机硬件和软件资源的多脉冲电控燃油喷射系统。该电控单元充分利用可编程定时/计数器8253和可编程逻辑器件GAL的功能，实现了喷油器的理想驱动。该系统能够完成高达五次喷射的喷油器喷油波形的合成，脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲次数、脉冲定时均可灵活控制。 3)在全气缸取样装置上对开发的多脉冲喷射系统和燃烧分析系统进行了试验验证。试验结果表明，开发的多脉冲喷射系统最大喷射压力为110MPa，预喷定时可灵活设定，预喷持续期可保持在0-160us之间，可实现模拟现代高压共轨柴油机多次喷射功能；燃烧分析系统能以0.5℃A的采样分辨率采集缸内压力，并实时对采集数据进行处理，计算表征出内燃机燃烧过程的特征参数和取样时刻，满足有关研究工作的要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2全气缸取样技术概述

1.3本文研究的主要内容

第二章燃烧分析系统开发

2.1燃烧过程数值计算

2.1.1基本假设

2.1.2内燃机燃烧放热规律计算

2.1.3燃烧始点的确定

2.1.4燃烧终点的确定

2.2缸内燃烧分析系统开发

2.2.1系统总体结构和主要功能

2.2.2系统硬件开发

2.2.3软件开发平台

2.2.4示功图采集及处理模块

2.2.5放热率分析模块

2.2.6缸内平均温度分析模块

2.3取样时刻的确定

2.4放热率计算过程中两个关键问题的解决

2.4.1缸压数据的修正

2.4.2上止点位置的修正

2.5本章小结

第三章多脉冲燃油喷射系统的开发

3.1电控系统硬件设计

3.1.1信号调理单元

3.1.2控制信号合成模块的开发

3.1.3硬件的可靠性设计

3.2电控系统软件开发

3.3脉冲喷射次数的调试

3.4本章小结

第四章多脉冲喷射和燃烧分析系统的实验验证

4.1试验台架介绍

4.2多脉冲喷射和燃烧分析系统的应用

4.3本章小结

第五章全文总结和工作展望

5.1全文总结

5.2工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢