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发动机不完全燃烧的故障诊断及火花塞积碳的试验研究

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内燃机工程 2003年第5期24卷 5-8页

作者：吴筱敏汪映张玉银西安交通大学汽车系西安710049

本文提出了一种检测发动机是否完全燃烧的新方法。在火花塞电极上加一附加电压,使其两端产生一定的电位差。当缸内混合气燃烧时,燃烧生成的大量燃气离子通过火花塞电极间隙产生离子电流;当发动机不完全燃烧时,由于燃烧不充分,燃气所产... 详细信息

本文提出了一种检测发动机是否完全燃烧的新方法。在火花塞电极上加一附加电压,使其两端产生一定的电位差。当缸内混合气燃烧时,燃烧生成的大量燃气离子通过火花塞电极间隙产生离子电流;当发动机不完全燃烧时,由于燃烧不充分,燃气所产生的离子数大大低于正常燃烧时的值。因此通过对流经火花塞离子电流信号的检测和分析,能有效的对发动机是否完全燃烧作出准确的判断。本文还分别对由于火花塞积碳以及间隙过小,导致点火能量不足,从而造成的不完全燃烧,在稳定火焰燃烧场和DA462 A型汽油机上分别进行了试验研究。试验结果显示,正常燃烧与部分燃烧的离子电流信号在数值上差异较大。所以该方法完全可以用于发动机不完全燃烧的故障诊断。

关键词：内燃机不完全燃烧故障诊断离子电流火花塞积碳

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汽油机燃烧和失火离子信号的特征分析

燃烧科学与技术 2004年第4期10卷 341-344页

作者：吴筱敏汪映关勇西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

介绍了一种火花点火发动机在点火和燃烧中所产生的离子信号的基本特征以及该信号在失火故障诊断中的应用 .通过在火花塞电极两端加直流电压的方法获得点火和燃气燃烧中所产生的离子信号 .通过信号分析 ,即可得到发动机正常燃烧和失火的... 详细信息

介绍了一种火花点火发动机在点火和燃烧中所产生的离子信号的基本特征以及该信号在失火故障诊断中的应用 .通过在火花塞电极两端加直流电压的方法获得点火和燃气燃烧中所产生的离子信号 .通过信号分析 ,即可得到发动机正常燃烧和失火的基本特征 .对火花塞间隙过小和过大以及高压点火线圈断开等原因所造成的失火进行了试验研究和波形分析 ,给出了用离子信号评价正常燃烧及失火的指标 .研究表明。

关键词：火花点火发动机离子信号失火燃烧

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采用离子电流法与机体振动法检测爆震的比较

西安交通大学学报 2001年第10期35卷 1059-1061,1066页

作者：吴筱敏汪映李福明西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 无锡捷达公司

在试验中 ,采用离子电流法和机体振动法同时检测发动机的爆震 ,采用双通道示波器同时记录离子电流法和机体振动法检测到的信号 ,并通过波形对比和快速傅里叶变换对信号进行分析和比较 .结果表明 :2种方法均可以准确实现爆震测量 ;相对... 详细信息

在试验中 ,采用离子电流法和机体振动法同时检测发动机的爆震 ,采用双通道示波器同时记录离子电流法和机体振动法检测到的信号 ,并通过波形对比和快速傅里叶变换对信号进行分析和比较 .结果表明 :2种方法均可以准确实现爆震测量 ;相对于机体振动法而言 ,离子电流法具有安装方便、信噪比高、信号处理简单、测量准确、成本低廉等优点 ,是一种具有应用潜力的新技术 .

关键词：爆震离子电流法机体振动法火花点火发动机非正常燃料信号分析傅里叶变换

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交流和直流电场对天然气贫燃火焰的影响

化工学报 2015年第6期66卷 2235-2241页

作者：崔雨辰段浩吴筱敏相楠西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 陕西理工学院陕西省工业自动化重点实验室陕西汉中723001 启帆公司北京100076

对常温、常压下定容燃烧弹中的甲烷/空气预混贫燃火焰的传播和燃烧特性进行了研究,对比了相同电压有效值下15 k Hz高频交流电压和直流电压对火焰的影响。结果表明:两种电压加载方式下,火焰形状均发生变形,当过量空气系数一定时,交流电... 详细信息

对常温、常压下定容燃烧弹中的甲烷/空气预混贫燃火焰的传播和燃烧特性进行了研究,对比了相同电压有效值下15 k Hz高频交流电压和直流电压对火焰的影响。结果表明:两种电压加载方式下,火焰形状均发生变形,当过量空气系数一定时,交流电场作用下的火焰在水平方向上的拉伸比直流电场下的剧烈,且混合气越稀,两者差异越明显;与未加载电压相比,当过量空气系数为1.2、1.4和1.6时,交流电场作用下的平均火焰传播速度分别提高49.14%、76.54%、117.65%,直流电场下分别提高41.38%、58.02%、62.75%,交流电场下压力峰值增幅分别为9.48%、11.48%、14.20%,直流电场下增幅分别为4.46%、5.25%、8.76%。因此,相同电压有效值下,15 k Hz高频交流电场对火焰的促进作用较直流电场更明显。

关键词：天然气电化学离子风数值模拟火焰传播特性燃烧压力

采用离子电流分析法实现发动机爆震信号的正确检测

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内燃机学报 1998年第4期16卷 453-459页

作者：吴筱敏西安交通大学能源与动力工程学院

本文描述了一种直接利用火花塞电极作为传感器检测汽车发动机爆震的方法。作者在文章中详细分析及讨论了离子电流的产生机理及影响其测量的因素（诸如电源电压极性、电压值、负荷及点火时间等），并利用这一方法在发动机上做了大量的试... 详细信息

本文描述了一种直接利用火花塞电极作为传感器检测汽车发动机爆震的方法。作者在文章中详细分析及讨论了离子电流的产生机理及影响其测量的因素（诸如电源电压极性、电压值、负荷及点火时间等），并利用这一方法在发动机上做了大量的试验研究，获得了宝贵的第一手资料。为了获得正确的信号检测，作者在火花塞电极上加一定的直流电压，使其能灵敏的感受燃气密度的变化。当发动机工作时，特别是发动机发生爆震时，根据其燃气密度的不同变化，正确地记录并判断爆震，由此实现其测量。本文为采用离子电流分析法实现发动机爆震信号的正确检测进行了大量的理论分析及试验研究工作，为发动机信号检测开辟了一条新路径。

关键词：离子电流火花塞爆震发动机汽车

40Hz低频交流电场对甲烷/空气稀燃火焰的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2017年第1期48卷 255-261页

作者：崔雨辰段浩张聪吴筱敏西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 陕西理工学院陕西省工业自动化重点实验室陕西汉中723001

为研究不同电压有效值的低频交流电场对预混稀燃火焰的影响,在40 Hz交流电压作用下,对常温、常压下定容燃烧弹中过量空气系数λ为1.2,1.4和1.6时的甲烷/空气火焰的传播特性和燃烧压力进行研究。研究结果表明:混合气越稀,火焰在电场中传... 详细信息

为研究不同电压有效值的低频交流电场对预混稀燃火焰的影响,在40 Hz交流电压作用下,对常温、常压下定容燃烧弹中过量空气系数λ为1.2,1.4和1.6时的甲烷/空气火焰的传播特性和燃烧压力进行研究。研究结果表明:混合气越稀,火焰在电场中传播的时间越长,电场对火焰的作用效果越明显;40 Hz交流电压作用下,火焰均在水平方向被拉伸,且拉伸的程度与电压有效值正相关,平均火焰传播速度和燃烧压力随着电压有效值的增大而增大;与未加载电压相比,当过量空气系数λ=1.6,电压有效值U为1,2,3,4和5 k V时,平均火焰传播速度分别提高17.24%,32.76%,46.55%,55.17%和74.14%,相对燃烧压力增大率的最大值分别为0.19,0.24,0.36,0.49和0.65。

关键词：低频交流电场电压有效值定容燃烧弹火焰传播特性燃烧压力

交流电场气动效应对球形传播火焰影响的数值研究

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西安交通大学学报 2015年第11期49卷 20-25页

作者：李超张聪吴筱敏高忠权西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 陕西理工学院陕西省工业自动化重点实验室陕西汉中723001

为了验证电场对球形传播火焰的影响机理,通过采用给球形传播火焰锋面组分添加交变动量源项的方法,模拟了交流电场作用下火焰锋面受力产生的气动效应,以预测电场对球形传播火焰影响的机理。在N-S方程中通过为火焰锋面添加以流动时间t函... 详细信息

为了验证电场对球形传播火焰的影响机理,通过采用给球形传播火焰锋面组分添加交变动量源项的方法,模拟了交流电场作用下火焰锋面受力产生的气动效应,以预测电场对球形传播火焰影响的机理。在N-S方程中通过为火焰锋面添加以流动时间t函数形式的水平方向动量源项并采用Fluent软件,来模拟交流电场对甲烷-空气球形传播火焰的拉伸影响,模拟时过量空气系数为1.6,体积力有效值恒为30 750N/cm^3,交变频率分别为10Hz、100Hz和1 000Hz。模拟结果表明：在交流电场下,低频时电场对火焰的拉伸作用较为明显,在此阶段气动效应是电场对火焰形变产生影响的主要因素;高频时没有发现火焰出现明显的拉伸现象,可以推断此时气动效应不是电场对火焰影响的主要因素;气动效应的界定频率的数量级可以通过数值模拟来估计,约在10^2~10^3 Hz左右。

关键词：电场火焰拉伸气动效应数值模拟

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利用离子信号计算已燃质量分数

燃烧科学与技术 2007年第5期13卷 403-406页

作者：吴筱敏李康魏若男蒋德明西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

在定容燃烧弹中分别用离子信号和压力对已燃质量分数进行了研究,通过对点火电极附近离子信号的研究表明,其信号分别在点火、火焰前锋与后区中存在3个峰值。利用从点火到达火焰前锋与后区两个峰值的时间间隔以及所测量的压力值分别计算... 详细信息

在定容燃烧弹中分别用离子信号和压力对已燃质量分数进行了研究,通过对点火电极附近离子信号的研究表明,其信号分别在点火、火焰前锋与后区中存在3个峰值。利用从点火到达火焰前锋与后区两个峰值的时间间隔以及所测量的压力值分别计算了已燃质量分数,其结果表明,两方法所计算出的已燃质量分数比较一致,当相对空燃比等于1时,已燃质量分数曲线较为陡峭;而当其偏离1时,曲线逐渐平坦,并且起始位置也愈加滞后,选取系数为0.98的计算结果表明,当相对空燃比在0.9～1.1附近时,两者计算结果的最大差值小于10%。

关键词：离子信号压力已燃质量分数

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发动机离子电流与缸内压力循环变动分析

工程热物理学报 2011年第12期32卷 2146-2150页

作者：吴筱敏李根高忠权孟祥文魏若男西安交通大学能源与动力工程学院汽车系陕西西安710049

利用发动机火花塞作为测量电极检测燃烧中电极附近的离子电流,对其特征参数与压力循环变动对比表明,离子电流持续时间与压力循环变动系数最小,且规律一致;离子电流第一峰值和位置循环变动最大;第二峰值和位置、积分值和两峰之间时间的... 详细信息

利用发动机火花塞作为测量电极检测燃烧中电极附近的离子电流,对其特征参数与压力循环变动对比表明,离子电流持续时间与压力循环变动系数最小,且规律一致;离子电流第一峰值和位置循环变动最大;第二峰值和位置、积分值和两峰之间时间的循环变动居中;所有特征参数和压力循环变动系数均随混合气浓度变稀而增加;离子电流持续时间循环变动系数随采样次数的增加而减小,当采样数大于60后,其值基本保持不变。

关键词：离子电流压力火花点火发动机循环变动系数