二沖程點燃式重油發(fā)動機爆震識別系統(tǒng)研究.pdf

1、火花點燃式活塞發(fā)動機，特別是二沖程發(fā)動機，因機械結(jié)構(gòu)簡單、效率高、重量輕、升功率大等優(yōu)點，在軍事特種車輛和航空的中、小型無人直升機等領(lǐng)域有比較廣泛的應(yīng)用。與汽油相比，煤油蒸發(fā)較困難、閃點高，具有較好的使用安全性，易于運輸；但其在燃燒時火焰?zhèn)鞑サ乃俣容^低、抗爆性較差，而爆震是火花點燃式發(fā)動機上的一種非正常燃燒現(xiàn)象，嚴(yán)重時會影響其動力輸出、增大燃油消耗，甚至發(fā)生發(fā)動機重要零部件損壞的現(xiàn)象。因此本文設(shè)計了二沖程煤油發(fā)動機爆震識別系統(tǒng)，并搭建了

2、某型二沖程煤油發(fā)動機實驗臺架進行了實驗研究。本文對機體振動信號的采集與分析方法進行了詳細的敘述，并對發(fā)動機實驗臺架上采集到的發(fā)動機機體振動信號進行了分析處理，準(zhǔn)確地提取出了信號的爆震中心頻率等信息，設(shè)計了二沖程煤油發(fā)動機爆震識別系統(tǒng)，搭建了半物理仿真實驗臺對其功能進行了驗證，并在試驗臺架上進行了實驗研究，研究結(jié)果表明其功能和工作穩(wěn)定性可以達到預(yù)期要求。主要工作如下：
　　(1)研究了發(fā)動機爆震信號的采集與分析方法，通過對比三種主流

3、的爆震信號檢測及處理方法，本文以機體振動信號處理方法作為本文的研究方法，分析快速傅立葉變換算法與內(nèi)稟模態(tài)特征能量法的優(yōu)、缺點及其可行性，本文選取內(nèi)稟模態(tài)特征能量法作為爆震信號特征提取的方法；
　　(2)本文先對爆震識別系統(tǒng)的硬件進行了選型，并完成了硬件系統(tǒng)的設(shè)計；根據(jù)機體振動信號處理的過程及爆震狀態(tài)、爆震強度的識別邏輯，進行了爆震識別系統(tǒng)的軟件設(shè)計，并完成了編譯、調(diào)試工作；自定義上位機與下位機的通訊協(xié)議，完成了上位機系統(tǒng)的設(shè)計，實

4、現(xiàn)了實時反饋發(fā)動機的狀態(tài)信息、爆震狀態(tài)和爆震強度，并達到美觀實用的效果。
　　(3)搭建了半物理仿真實驗臺，對設(shè)計好的爆震識別系統(tǒng)進行了功能性驗證，采用真實實驗臺架上采集到的機體振動信號作為輸入信號，通過改變輸入信號的頻率和幅值的方式來驗證爆震識別系統(tǒng)的功能。
　　(4)搭建了二沖程煤油發(fā)動機實驗臺架，進行爆震識別系統(tǒng)的實驗研究，測試其功能是否正常。實驗研究結(jié)果表明二沖程煤油發(fā)動機爆震識別系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確判斷發(fā)動機的爆震狀態(tài)并及