内燃机示功图自适应性滤波处理的研究.pdf

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1、第44卷第5期小型内燃机与车辆技术』15年10月SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDVEHICLETECHNIQUEV01．44No．5Oct．2015内燃机示功图自适应性滤波处理的研究木秦德，陈海2(1一天津大学内燃机研究所天津3000722一重庆宗申动力机械股份有限公司)摘要：对内燃机气缸内压力的测量误差进行了理论分析和实验研究。发动机示功图通道效应误差可以近似认为是随机信号，因此可以应用离散随机信号最优滤波理论来消除通道效应误差。设计的自适应抵消器对于消除通道效应

2、误差取得了良好的效果。关键词：示功图通道效应误差自适应滤波中图分类号：TK421*．27文献标识码：A文章编号：2095—8234(2015)05—0007—05AStudyonAdaptiveFilteringMethodsofIndicatorDiagramsinInternalCombustionEnginesQinDel，ChenHai21一TianjinInternalCombustionEngineResearchInstitute，TianjinUniversity(Tianjin，

3、300072，China)2一ChongqingZongshenPowerMachineCO．。LTD．Abstract：Astudyofmeasurementerrorsofthecylinderpressureininternalcombustionenginesiscarriedouttheoreticallyandexperimentally．Itisconsideredthatindicatorpassageerrorisstochasticapproximate—ly，SOthatit

4、maybecanceledbyusingtheoptimumfilteringtheoryofdiscreterandomsignals．Anadaptivecancellerdevelopedinthispapermakesexcellentfilteringeffectwhenitisusedtocanceltheindicatorpas—‘sageerror·Keywords：Indicatordiagram，Indicatorpassageerror，Adaptivefiltering引言

5、1示功图的测量误差内燃机示功图记录的是相对于内燃机活塞位置或不同曲轴转角时缸内工质压力的变化规律。测量内燃机示功图是进行内燃机科学研究的基础。无论是以提高发动机性能为目的的应用研究，还是以探讨内燃机工作过程机制为目的的理论研究，实测的发动机示功图既是分析计算的基础，又是评价研究结果的重要标准。所以，如何准确地测量内燃机示功图，一直是国际内燃机界所重视的问题。由于测量仪器、设备精度等的限制，要求大幅度地提高实测示功图的精度是不现实的。因此，研究一种有效的数据处理方法，对实测示功图进行合理的修正，尽可

6、能减少各种干扰，以期使实验结果更切合实际。在内燃机示功图的测量过程中，有些误差的产生是由于发动机本身的结构特点带来的(如传感器安装位置等)；有些误差则是测量仪器精度不足(传感器的频响不够)等造成的；有些误差是在示功图的数据处理过程上形成的；当然也不可避免有一些随机误差。综合国内外的一些文献，我们可以把示功图误差归纳成以下几个方面：1．1通道效应误差由于现代内燃机的结构日益紧凑，以及为减少传感器的热冲击误差，一般不把传感器安装在与气缸盖齐平的位置上，而是在传感器与燃烧室之间加入一段连接通道。由于测压

7、通道的存在，使得测得的·基金项目：天津市重大科技专项(13ZCZDGX04400)。作者简介：秦德(1963一)，男，高级工程师，主要研究方向为发动机总体设计和测试技术。8小型内燃机与车辆技术第44卷示功图产生通道效应误差。通道效应主要表现在以下三个方面：其一，经过测压通道后产生一个幅值不大但频率较高的小锯齿波形叠加在最高压力附近的波形上，而且随着发动机转速、负荷的上升而变大，即所谓的“腔振”；其二，存在通道时实测的压力波形将产生相位滞后；其三，在某些情况下如通道较长、截面较小或通道方向，截面变化

8、较大时，示功图形状发生变化，称为“图形失真”。有的学者曾对不同几何尺寸通道进行过试验，长尾不二夫也对测压通道进行过一系列的试验。1．2热冲击误差一般在测取示功图时使用的压力传感器为石英压电式传感器。在测量发动机示功图时，为排除测压通道效应误差，可将传感器安置在与气缸盖齐平的位置上，这样虽然可以避免通道效应误差。但由于燃烧室内冷、热火焰对传感器的交替作用，引起传感器灵敏度变化及零点飘移，同时温度的大幅度变化产生的热应力会导致传感器膜片变形，输出一个随温度而变化的电荷信号，叠加在输出压