柴油機(jī)點(diǎn)狀取樣系統(tǒng)的研制與開發(fā).pdf

1、隨著我國汽車保有量的不斷增長,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物已對(duì)大氣環(huán)境和人類健康產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害,因此,研究內(nèi)燃機(jī)有害物的生成機(jī)理及控制技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.為現(xiàn)代柴油機(jī)排氣污染物的生成及演化機(jī)理的研究提供科研手段,作者開發(fā)了可在柴油機(jī)任意曲軸轉(zhuǎn)角、選定的燃燒空間位置,獲取燃燒室內(nèi)少量燃燒過程產(chǎn)物的點(diǎn)狀快速取樣系統(tǒng).圍繞此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā),本文開展了如下具體研究工作: 1、開發(fā)了以中斷控制技術(shù)為核心,基于微機(jī)硬件和軟件資源的電控系統(tǒng).

2、該系統(tǒng)對(duì)定時(shí)卡和采集卡進(jìn)行底層驅(qū)動(dòng),具有很高的控制精度.通過軟件的實(shí)時(shí)處理和控制信號(hào)的邏輯生成,實(shí)現(xiàn)了對(duì)取樣調(diào)節(jié)參數(shù)的獨(dú)立靈活控制.驅(qū)動(dòng)電路采用具有高速開關(guān)特性和高可靠性的N溝道增強(qiáng)型功率器件,可以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)可靠控制要求. 2、設(shè)計(jì)并加工了對(duì)缸內(nèi)燃燒過程擾動(dòng)很小的針閥式(內(nèi)開式)取樣閥.選擇具有良好化學(xué)穩(wěn)定性的耐熱鋼4Cr9Si2,制造與燃燒室內(nèi)高溫工質(zhì)接觸的零部件,確保了取樣閥的耐久性工作要求.此外,針閥偶件和連接桿偶件的配

3、合面經(jīng)過精磨后再相互研磨,保證了配合精度.采用氮?dú)庀♂寵C(jī)構(gòu)保護(hù)樣氣,及時(shí)淬滅樣氣以抑制其化學(xué)反應(yīng). 開發(fā)的點(diǎn)取樣系統(tǒng)最大針閥升程為0.5mm、取樣持續(xù)期為1ms,設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果表明,取樣閥每次抽取缸內(nèi)條件下的樣氣容積僅和缸內(nèi)溫度有關(guān).缸內(nèi)溫度為1500K、1800K、2100K時(shí),取樣閥每次開啟可以從燃燒室中抽取約0.59cm<'3>、0.65cm<'3>、0.7cm<'3>(缸內(nèi)條件)的樣氣. 3、搭建了柴油機(jī)點(diǎn)狀取樣試