汽油機爆震特征分析和評價方法研究.pdf

1、嚴重爆震是降低汽油機性能的一種不正常燃燒現(xiàn)象，甚至?xí)茐陌l(fā)動機部件。但是在爆震邊緣運行時，汽油機的動力性和經(jīng)濟性會提升，所以使汽油機工作在爆震邊緣是爆震控制的目的，而有效地提取爆震特征并結(jié)合準(zhǔn)確的爆震識別算法是爆震控制的關(guān)鍵。本文以高速汽油機燃燒測試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，研究爆震特征提取方法和爆震識別算法。具體工作如下：
　　通過將燃燒室不同共振模式的頻率、安裝在不同位置的兩種缸壓力傳感器信號的頻譜特征進行對比，分析燃燒室不同位置的爆震特征

2、頻率，結(jié)果表明：燃燒室邊緣位置對切向振動模式敏感，燃燒室中心對一階徑向振動模式敏感。在此基礎(chǔ)上，提出考慮不同振動模式的爆震識別方法，燃燒室中心位置采集缸壓結(jié)合考慮一階徑向振動模式方法，燃燒室邊緣位置采集缸壓結(jié)合考慮前三階切向振動模式方法，并驗證二者爆震識別的一致性。
　　針對VDO爆震識別算法的漏判原因提出移動窗口域的爆震識別擴展算法，研究計算窗口寬度對識別結(jié)果的影響并確定其大小，重點對比分析了兩種算法在識別爆震計算始點和計算爆震

3、因子、爆震強度上的差異。結(jié)果表明：移動窗口域算法的爆震因子對爆震的敏感性更高，能有效彌補VDO算法對發(fā)生在缸壓峰值前的爆震事件的漏判。
　　基于Mallat算法突出的時頻分析功能和存在的頻率折疊缺陷，引出單子帶離散小波重構(gòu)算法，并應(yīng)用該算法從不同點火提前角工況的缸壓信號中提取爆震特征分量。首先研究了分解出的各子帶特征，結(jié)果表明樣機的大部分爆震能量分布在[6.25,12.5]kHz范圍，并分析不同工況時各子帶的能量分布特征。最后對比

4、了離散小波變換和濾波方法對爆震特征提取的差異，表明小波方法能夠有效提取并突出爆震特征。
　　在利用離散小波變換提取爆震特征的基礎(chǔ)上，提出時域和頻域的爆震評價方法，分別選擇時域均方根和頻域積分能量作為爆震評價指標(biāo)。為減小背景噪聲的干擾并確定固定的爆震閾值，對各指標(biāo)進行標(biāo)準(zhǔn)化，并分別確定了兩種方法的強烈爆震閾值和輕微爆震閾值。通過時域和頻域爆震評價指標(biāo)、爆震強度的對比發(fā)現(xiàn)：時域方法存在由于爆震能量超出爆震窗口范圍導(dǎo)致的漏判問題，頻域方