基于LabVIEW的发动机缸压采集与分析系统开发及实验验证

论文题目: 基于LabVIEW的发动机缸压采集与分析系统开发及实验验证

论文类型: 硕士论文

论文专业: 热能工程

作者: 王茂美

导师: 纪常伟

关键词: 数据采集模块,动态链接库,倒拖法,压缩上止点,燃烧放热率

文献来源: 北京工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文主要介绍了利用国产普通数据采集卡,基于美国NI 公司提供的虚拟仪器软件开发平台LabVIEW 和实验室原有发动机硬件平台自行开发的一套气缸压力采集模块和数据分析模块。气缸压力采集模块的主要内容是设计一个驱动程序使LabVIEW和数据采集卡之间达成通讯,实现对于发动机气缸压力和曲轴转角信号的采集。数据分析模块有三部分组成:燃烧性能分析模块,数据综合分析模块,燃烧过程分析模块和排放分析模块。燃烧性能分析模块主要是基于一组发动机气缸压力和曲轴转角信号的分析,用“倒拖法”确定动态压缩上止点,并完成P-φ,V-φ,P-V,dP/dφ等图的绘制。基于倒拖缸压﹑燃烧缸压﹑气缸体积﹑压力升高率﹑发动机参数等完成缸内温度和燃烧放热率的计算。数据综合分析模块主要是基于同一倒拖缸压的多组燃烧缸压的分析,据P-φ曲线图找到高负荷爆震点和低负荷失火点,据dP/dφ曲线图,温度曲线图和燃烧放热率曲线图看其压力升高率,温度和燃烧放热率的变化趋势。燃烧过程分析模块的主要内容是绘制基于同一倒拖缸压的多组燃烧缸压的最高压力,最大压力升高率,峰值压力位置,平均有效指示压力,循环变动系数随当量比φ的变化趋势曲线图。排放分析模块获得CO2,CO,O2,HC,NOx的排放随当量比的变化,分析燃料燃烧的效果。鉴于均质充气压燃(Homogeneous Charge Compression Ignition—HCCI)燃烧方式是目前内燃机燃烧领域的研究焦点,本文在实验室现有的SOFIM 柴油机的基础上对其第四缸进﹑排气管﹑喷油系统和气缸盖进行了改造以实现HCCI 的燃烧方式。最后,利用自行开发的软件模块对发动机倒拖和以HCCI 方式燃烧时的气缸压力和曲轴转角信号进行了采集,并且基于此气缸压力和转角信号进行了燃烧分析,对由AVL 排放仪采集的排放数据进行了分析,验证了该软件能够达到预定的功能要求。

论文目录:

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 发动机气缸压力采集与燃烧分析系统研究的意义

1.2 国内外研究现状与分析

1.3 本课题研究的主要内容和目标

第2章 缸压采集和分析系统开发

2.1 数据采集模块

2.1.1 数据采集模块的意义和任务

2.1.2 数据采集模块原理

2.1.3 数据采集采用的传感器

2.1.4 LabVIEW 软件介绍

2.1.5 实现数据采集的动态连接库的建立

2.1.6 程序开发基本步骤

2.1.7 实际应用

2.2 数据分析模块

2.2.1 燃烧性能分析模块

2.2.2 数据综合分析模块

2.2.3 排放分析模块

2.2.4 燃烧过程分析模块

2.3 本章小结

第3章 实验系统设计

3.1 HCCI 燃烧方式简介

3.2 实验系统改造及实验方案设计

3.2.1 HCCI 发动机的结构

3.2.2 发动机进排气管改造

3.2.3 发动机喷油系统的改造

3.2.4 发动机气缸盖的改造

3.2.5 喷油系统的设计与改造

3.2.6 旋转编码器的安装和定位

3.3 实验台架尾气采集及分析

3.4 FST2A 发动机实验台

3.4.1 FST2A 发动机数控实验装置

3.5 本章小结

第4章 实验结果分析

4.1 实验设计

4.2 实验结果分析

4.2.1 基础燃料实验分析

4.2.2 基础燃料+1%DCP 实验分析

4.3 本章小结

结束语

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致 谢

发布时间: 2005-09-21

参考文献

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