火花点火发动机爆震强度评价指标的研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com(2-7o第l5卷(1997)第1期内燃机学报v01TransactionsofCSICE‘．’15(1997)970009火花点火发动机爆震强度评价指标的研究蛆张权天(天津大学)(西安交通天学)-／-Kin7摘要A在。。单缸汽油试验机上测量采集同况、同爆震强度时的压示功图，用外现有的7种爆震强度评价指标对已测得的敷据进行了计算分析，阐述了各种指标的优缺点及用于汽车发动机宴时控制的可能性．讨论了宴现爆震精确测量和宴对控制的要求。⋯一⋯，爆机、瓤WuDeyuFuMaolinLiJianquanGuXiao

2、ying(XianJiaotongUniversity)AbstractTheindicatordiagramsofdifferentoperatingconditionsandknockintensitiesweremeasuredonasinglecytindergasolinetesteng／ne．Onthebasisofsevenindicesusedabroad(orevaluatingknockintensity．thecalculationsandanalyseswerecarriedoutonthemeasureddata．Thead

3、vamragesanddisadvantagesofvariousindicesandtheposs[b[1ityofrealtimeknockcontrolusedforNautomotiveenginesareknownclearly．Keywords：Indicatotdiagram，Knockmeasurementmethod，Knockintensityindex引言提高压缩比是改善火花点火发动机燃油经济性的有效措施，但压缩比的提高会增大爆震的倾向，需要同时提高燃油的抗爆能力和点火正时的控制精度。为保护环境而要求取消汽原稿收到13期为199

4、5—1008．修改稿收到日期为199606一o3。本文系国家攀登计划、高等院校博士点学科专项科研基金资助项目现在西安交通大学工作，中国西安、邮编710049。维普资讯http://www.cqvip.com武得钰等：火花点火发动机爆震强度评价指标的研究油加铅．燃料的辛烷值难有大的提高，因而对点火正时需要采用闭环控制或更精确的用力传感器检测爆震的实时控制目前，国外配备有电子控制系统的汽车发动机在外特性上设点火正时的安全带，允许有轻微的爆震改善性能，而又不允许由于发生强烈的爆震而损坏发动机，因而对爆震强度的测量及评价提出了更高的要求，一旦测量误差增大或出

5、现误判，危害就十分严重，所以必须改进爆震的测量方法，提高测量与控制的精度“一1爆震测量信号的来源发生爆震时，燃烧室中的末端气体很高的速率燃烧，导致局部压力和温度的突然升高，产生冲击波从末端气体区向四周传播，其强度与冲击波锋面前后的压差成正比。由于燃烧室形状不规则．即边界条件复杂，该冲击波在燃烧室中的传播和反射过程也是非常复杂的，对此还缺乏定量的认识，但通常认为它是一种斜冲波，传播的速率与燃烧室中的当地声速有关，且在燃烧室中来回反射造成压力振荡的频率是该冲击渡传播距离的函数，该距离取决于燃烧室或气缸直径的大小。爆震时压力振荡的基本频率可用下式计算：，一

6、簧汀㈩式中K为常数；D为气缸直径；丁为燃烧室中的平均温度根据声学理论，由式(1)计算的压力振荡频率还要乘以模式形状系数(modeshapefactor)，该系数的大小与冲击渡的初始条件，传播过程，燃烧室形状(边界条件)及燃烧室中的气流运动等因素有关。Draper等根据不同的燃烧室形状划分了环形、轴向、径向3种模式，每种模式有各自不同大小的模式形状系数据此可以在理论上大致算出不同形状燃烧室中的压力振荡频率-。对缸径和燃烧室形状一定的发动机，这种压力振荡的频率是固有的，一般的汽车发动机压力振荡频率在5kHz10kHz之间。这种压力振荡传给气缸盖和机体，使

7、气缸盖和机体产生同样频率的振动，同时通过它们传到大气中，使发动机发出同样频率的噪声。目前测量爆震的方法有多种，但直接的、可靠的信号源只有1个，即燃烧室中由于局部压力不平衡而引起的压力振荡。2爆震的测量方法目前常用的爆震测量方法有测机体振动，燃烧噪声和气缸压力等3种。2．1测机体振动法在机体或气缸盖上的合适位置安装振动传感器，即加速度传感器，测量由爆震时的压力振荡所引起的机体振动时，应调整传感器和信号识别处理系统的频带．使其能覆盖发动机爆震时的振动频率，并在爆震发生时与之共振，并给出相应的信号输出。该方法目前被广泛应用于国外的轿车发动机上，优点是无需对

8、发动机进行多大加工就可以测得爆震信号，传感器成本低，测量系统维修方便，适合大量生产。缺点是高转速时信噪比低，