五种方法分析异常燃烧现象

点击数:53 发布时间:2017-10-27
2017年10月25日,香港 – 汽油发动机的燃烧过程极为复杂,单纯的缸压分析并不足以解释所有的燃烧现象。如何能便捷有效地判断燃烧现象,是每个工程师都想问的问题。最近的研究报告指出,可通过多种燃烧分析测试技术,结合各项数据进行分析,从而更深入了解异常现象的产生和发展过程。
五种方法分析异常燃烧现象

2017年10月25日,香港 – 汽油发动机的燃烧过程极为复杂,单纯的缸压分析并不足以解释所有的燃烧现象。如何能便捷有效地判断燃烧现象,是每个工程师都想问的问题。最近的研究报告指出,可通过多种燃烧分析测试技术,结合各项数据进行分析,从而更深入了解异常现象的产生和发展过程。

1. 利用传统的缸压分析方法了解燃烧的基本情况

使用压力传感器测量发动机缸内压力,对于正常燃烧现象的分析是比较有效的方法。由于在异常燃烧现象 —— 如爆震发生时,传感器的安装位置对测量结果有很大的影响,缸压信号并不一定能够准确地判断出异常燃烧现象的发生,需要通过其他手段确定异常燃烧的起因。

2. 利用离子电流检测确定是否发生早燃现象

在发动机燃烧时,火花塞电极间产生离子电流。通过测量离子电流,可实时检测在点火之前是否产生电流,从而准确判断是否发生早燃。如下图所示,可看到在点火信号之前3°CA产生了离子电流(早燃),而在缸压信号中并无明显的早燃产生表征。

3. 利用光纤火花塞确定早燃和爆震的产生位置

在火花塞中加入光纤,可以采集燃烧火焰辐射的光信号。下图为集成了12根光纤的火花塞所显示的光电信号。根据不同位置的光纤信号的变化先后顺序,可确定早燃和爆震的产生位置。

4. 使用碳烟指数来分析碳烟现象

将产生碳烟时的燃烧火焰信号与没有产生碳烟时的信号进行比较,计算得到碳烟指数Soot Reference Number (SRN)。碳烟指数的大小表征了燃烧状况及产生碳烟的程度。另外,根据燃烧室内不同位置的碳烟指数,可以判断碳烟产生的位置。

5. 使用近红外技术定位早燃位置

利用近红外相机测量缸室内零部件(如活塞、气门和缸盖)的热辐射,实时测量发动机部件在燃烧运行工况下的缸内温度。利用其生成的全景温度分布图和温度发展曲线,可检测如因表面点火引起的如局部早燃等不规则燃烧现象,并预判发动机局部在不堪热负荷和热应力下受损的风险。