发动机爆震控制与研究

作     者：彭少辉 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周兵

授予年度：2018年

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：发动机爆震 直喷发动机 直喷发动机气缸内压力曲线 MAPO IHRR 线性回归 

摘      要：当前社会本文需要面对能源危机和日趋严格的排放法规要求。当今车用汽油机主要发展方向就是缸内直喷发动机,主要是因为它可以改善燃油经济性,更好的满足动力性和排放性能相关的要求。本文应用了这种发动机的实验平台,而设计了一种气缸内压力采集系统以及燃烧率分析系统,然后深入分析了发动机爆震,对其机理和预防措施做了具体讨论,然后提出了评价发动机爆震水平的方法。本文用自主研发的直喷发动机气缸内压力采集系统对发动机进行燃烧分析,其中,对于直喷发动机气缸内压力曲线的研究发现,最大燃烧压力、平均直喷发动机气缸内压力曲线、放热率曲线、燃烧率持续期、平均有效压力、循环变动等燃烧参数等都和发动机性能存在一定的相关性。本文自主研发了一个爆震分析单元,对发动机的运行状况中出现的爆震情况进行随时监测和数据采集分析。在一个直喷类型的发动机上采集不同工况下的正常燃烧的直喷发动机气缸内压力曲线和爆震时的直喷发动机气缸内压力曲线,然后对于燃烧放热率的频谱分析所得结果表明在一定的频带里面,发动机产生爆震时的缸内能量明显的高于正常运行情况下的;本文检测结果也表明,发动机产生爆震情况下时频图末端混合气会燃烧而释放出很多的能量。把这一大部分能量滤波后对放热率进行积分,用于说明这个频带内的爆震强度。并且把IHRR和大部分工程师用的发动机爆震强度最大幅值做线性回归研究分析,之后本文发现两者会有很好的相关性。相关程度在90%以上。由此,IHRR可以很精确的说明发动机的爆震强度,而且要比MAPO精确的多。随后,在直喷的单缸机上具体分析了爆震等级阈值,再一次充分验证了两者的高度重合的线性相关性,所得结果对精确标定IHRR相关参数提供一定的支持和依据。