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長期以來,由于燃燒過程的復(fù)雜性,人們僅能對一些宏觀數(shù)據(jù)進(jìn)行測量研究,無法對燃燒的整個過程進(jìn)行分析。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)得以向內(nèi)燃機(jī)方向滲透,加之實驗設(shè)備和測試設(shè)備的改進(jìn),使得內(nèi)燃機(jī)的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)也得到了同步的發(fā)展。目前,國、內(nèi)外相關(guān)公司和科研機(jī)構(gòu)已相繼開發(fā)出多款高性能的內(nèi)燃機(jī)燃燒分析儀,為研究燃燒領(lǐng)域提供了便利。

1、采集和傳輸數(shù)據(jù)

使用缸壓傳感器(石英壓力傳感器)和電荷放大器、角標(biāo)傳感器(光電編碼器)等硬件,高速、準(zhǔn)確地采集內(nèi)燃機(jī)壓縮壓力、燃燒壓力等以及它們的相應(yīng)曲柄相位(位置角度,單位度,以℃A 表示)等有關(guān)參數(shù)的模擬量信號,傳輸至數(shù)據(jù)采集卡。

使用高速A/D數(shù)據(jù)采集卡, 將采集到的模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量數(shù)據(jù)傳輸至PC工控機(jī),并決定采樣系統(tǒng)的采樣頻率、A/D轉(zhuǎn)換精度、采樣通道數(shù)等

2、處理數(shù)據(jù)(均化、光順 、中值濾波等)生成示功圖——-使用Lab VIEW圖形化編程語言。

3、以示功圖計算內(nèi)燃機(jī)壓力升高率、燃料燃燒放熱率(以下簡稱放熱率)和缸內(nèi)平均溫度——-與處理數(shù)據(jù)生成示功圖一樣,使用 Lab VIEW 圖形化編程語言。

4、人機(jī)交互界面,利用PC工業(yè)控制計算機(jī)(簡稱 PC 工控機(jī),即通常用的微電腦),便于操作,并可保存、回放、打印數(shù)據(jù)和圖形等。

總的來說,燃燒分析系統(tǒng)是硬件與軟件結(jié)合的表現(xiàn)。就硬件的性能而言,國外的許多公司已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集通道濾波、采樣可調(diào)、漂移補(bǔ)償、通道之間電隔離、自動糾錯、信號自放大、通訊間無縫鏈接的功能。與之相比,國內(nèi)企業(yè)在通道數(shù)的建立、采集的精度、漏采率、同步性等基礎(chǔ)方面還存在一定的差距。此外,國內(nèi)企業(yè)在數(shù)學(xué)模型的建立方面也不是很先進(jìn),基于燃燒分析的處理功能也不是很強(qiáng)大,僅限于壓力測量而生成的示功圖、燃燒放熱率、爆震等基礎(chǔ)功能,不能為用戶提供可行性指導(dǎo)見解。而國外公司已經(jīng)在燃燒分析的基礎(chǔ)上將產(chǎn)品的應(yīng)用范圍予以有效地拓寬,并能為用戶提供良好的指導(dǎo)性幫助。