基于虚拟仪器技术的内燃机数据采集分析系统的开发及应用研究

摘要

本课题的研究以国家自然科学基金项目“稀薄燃烧天然气发动机燃烧稳定性及排放特性的基础研究”(项目编号：50406003)为依托，基于虚拟仪器技术，针对稀燃天然气发动机开发了一套内燃机试验数据采集与分析系统。 首先，进行了虚拟仪器技术、LabVIEW软件开发平台及其在汽车和内燃机测试中应用情况的分析，在此基础上进行系统总体方案设计。 其次，建立了数据采集分析系统的硬件平台，完成了数据采集分析系统的软件开发，包括系统设置模块、数据采集模块和数据分析模块等，设计了数据采集程序的用户界面和数据分析部分各个模块的界面，实现了内燃机试验数据的采集分析功能。进行了LabVIEW下的多线程工作机制的研究，运用多线程技术及一种高速大容量不问断存盘技术保证了数据的完整性。研究了内燃机示功图的滤波处理方法，用零相移滤波器对缸内压力数据进行滤波处理，并对数字滤波器的边界效应进行了研究。 最后，以所开发的数据采集分析系统为平台，进行了发动机的试验测试工作，完成了示功图、放热率和燃烧循环变动的分析。并以缸内压力采集数据为基础，开展了稀燃天然气发动机燃烧循环变动的试验研究。结果表明该系统能够满足发动机数据采集与分析的高速性与实时性要求。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1绪论

1.1选题的意义

1.2内燃机数据采集分析系统的研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3论文的主要工作内容

2基于虚拟仪器技术的内燃机数据采集分析系统总体方案设计

2.1内燃机试验简介

2.2虚拟仪器技术及其应用

2.2.1虚拟仪器的概念

2.2.2虚拟仪器的构成

2.2.3 LabVIEW软件简介及其在汽车及内燃机测试中的应用

2.3总体设计方案

2.4本章小结

3内燃机数据采集分析系统的实现

3.1数据采集分析系统的硬件平台

3.1.1硬件组成概述

3.1.2传感器

3.1.3角标仪

3.1.4高速数据采集卡

3.2数据采集分析系统的软件设计

3.2.1软件的总体结构

3.2.2第三方数据采集卡在LabVIEW下的驱动

3.2.3 LabVIEW中的多线程技术

3.2.4系统设置模块

3.2.5数据采集模块

3.2.6数据分析模块

3.5本章小结

4信号处理及数据分析

4.1缸内压力数据的滤波处理

4.1.1数字滤波概述

4.1.2示功图的光顺要求

4.1.3缸内压力的滤波处理

4.1.4零相移数字滤波

4.1.5数字滤波器的边界效应

4.2缸内燃烧分析功能的实现

4.2.1压力基线的确定

4.2.2上止点的确定

4.2.3缸内燃烧特征参数的计算

4.3本章小结

5内燃机数据采集分析系统的应用试验研究

5.1试验条件

5.2示功图分析

5.3放热规律分析

5.4稀燃CNG发动机燃烧循环变动影响因素试验

5.5稀燃CNG发动机燃烧循环变动特征参数相关性试验

5.6本章小结

6总结

参考文献

攻读硕士学位期间公开发表的论文

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