燃燒分析儀手冊(cè)

1、燃燒分析儀手冊(cè)1 模擬輸入,CA-Plugin 設(shè)置1.1 模擬輸入配置模擬輸入部分的設(shè)置屏幕指示所有 DAQP 放大器。缸壓高壓力傳感器用于燃燒室內(nèi)壓力測(cè)試通常是基于電荷類型傳感器，請(qǐng)講其連接到燃燒分析儀 DAQP-Charge-B 放大器 BNC 接頭上。還需使用點(diǎn)火線圈傳感器時(shí) ,測(cè)量點(diǎn)火時(shí)間 ,這個(gè)傳感器是基于電流信號(hào) ,需要外部使用分流電阻接頭（該接頭，將 BNC 接頭正接入 2 針，BNC 接頭負(fù)接入 7

2、 針，且需在 2 針和 7 針之間接入一個(gè)電阻，如下圖），且電壓較大。DAQP-V 模塊是適當(dāng)?shù)臑檫@種類型的傳感器。典型的被安裝 DAQP 通道設(shè)置界面,如下圖：,連接通道在使用欄被使用激活，并且在命名欄中進(jìn)行重命名輸入?；钴S的實(shí)時(shí)信號(hào)可以在 PHYSICALVALUES欄中觀察到實(shí)時(shí)值顯示，此刻可以立即進(jìn)入通道設(shè)置界面可以對(duì)輸入范圍選擇進(jìn)行合理選擇。在通道設(shè)置中對(duì)各放大器設(shè)置，用戶可以定義和擴(kuò)展。通道設(shè)置分為 4 步,如下圖由第一步到第四步說明進(jìn)行通道設(shè)置。第一步，放大器量程設(shè)置；第

3、二步，通道名稱和單位設(shè)置；第三步，傳感器靈敏度設(shè)置。（兩點(diǎn)法、公式法）；第四步，顯示輸入值（物理量）和對(duì)應(yīng)實(shí)際值（工程量）l輸入范圍可以從預(yù)定義列表選擇，或手工輸入。l抗混疊過濾器應(yīng)該設(shè)置為 100khz 和貝塞爾模型。高壓力傳感器暴露在熱沖擊環(huán)境下,這可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)漂移,但 AC 耦合方式將減少這種漂移,避免信號(hào)超過他們的輸入范圍。高通濾波器的頻率與輸入范圍相關(guān)聯(lián)。在從 100pC 到 2000pC 時(shí)為 0.07Hz，超過2000pC 約 0.005Hz 高通濾波器參數(shù)。

4、l連接傳感器后后可以將耦合設(shè)置到 DC 模式,并點(diǎn)擊 Reset。Reset 將消除連接及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行放大器內(nèi)把引起和產(chǎn)生的內(nèi)部靜電，將信號(hào)只調(diào)回到 0。l點(diǎn)火線圈傳感器設(shè)置，仍遵循上述的四步方法，量程只需滿足要求即可，可以無需設(shè)置靈敏度參數(shù)，因?yàn)?，此傳感器主要關(guān)注的是，點(diǎn)火時(shí)間，而非電流大小。1.2 CA-Plugin 設(shè)置模擬輸入設(shè)置后,我們必須選擇燃燒分析插件設(shè)置,并添加計(jì)算模板。計(jì)算模板分為 5 部分。發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置部分,所有發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和測(cè)量應(yīng)用通道；角度傳感器部分，定義轉(zhuǎn)角傳感器類型，以及上止點(diǎn)(

5、TDC)定義；熱力學(xué)計(jì)算參數(shù)設(shè)置部分；爆震檢測(cè)設(shè)置部分和輸出計(jì)算結(jié)果設(shè)置部分。1.2.1發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置部分被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)引擎幾何參數(shù)（缸徑、行程和連桿長(zhǎng)度） 缸壓通道,注入二次加注通道選擇加注開始加注結(jié)束(SOI/EOI)信號(hào)的定義。還點(diǎn)火失調(diào)(點(diǎn)火次序)和參考?xì)飧讓⒃O(shè)置。發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)類型定義 。四沖程和兩沖程,標(biāo)準(zhǔn)或定制（可以選擇體積計(jì)算）。如果定義了標(biāo)準(zhǔn)體積,體積計(jì)算是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)完成卷(CA_Manual_1_4 文檔中公式部分)。如果選擇自定義的體積,可以輸入一個(gè)用戶定義的體積計(jì)算。燃料類型定義了引擎的燃料類型。根據(jù)該設(shè)置軟件提供多方指數(shù)用于熱力學(xué)計(jì)算建議值。

6、建議值必須手動(dòng)輸入到多方指數(shù)欄中，如是特殊燃料，可以無視燃料類型選擇，僅需在多方指數(shù)欄中輸入自定義值即可。開始燃燒點(diǎn)(SOC)和結(jié)束燃燒點(diǎn)(EOC)提供的結(jié)果。定義缸內(nèi)整體熱釋放值達(dá)到 95%,為結(jié)束燃燒點(diǎn)，在柴油和汽油燃料類型時(shí)都是有效的。定義缸內(nèi)整體熱釋放值達(dá)到 5%時(shí)為汽油類型開始燃燒點(diǎn),缸內(nèi)整體熱釋放值跨越 0%時(shí)，為柴油類型開始燃燒點(diǎn)(由于注入柴油集成熱釋放負(fù)第一)。壓縮比定義了容積排量和燃燒室容積的關(guān)系。更多細(xì)節(jié)請(qǐng)參見 CA_Manual_1_4 文檔中公式部分。汽缸數(shù)定義的選擇幾個(gè)氣缸進(jìn)行測(cè)量。隨著汽缸數(shù)不同下方汽缸模板將自動(dòng)擴(kuò)展

7、 ,模擬壓力通道可以選擇。引擎幾何參數(shù)被添加,模板會(huì)自動(dòng)計(jì)算體積最小和最大。引擎模板參數(shù),可用于存儲(chǔ)引擎氣缸數(shù)和點(diǎn)火失調(diào),節(jié)省時(shí)間為未來的 CA 設(shè)置創(chuàng)建一個(gè)模板。添加一個(gè)新的模板首先,重命名根據(jù)引擎,然后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)。最后保存它創(chuàng)建模板。在汽缸模板模擬設(shè)置缸壓通道。也在本節(jié)中定義的參考缸。參考汽缸使用活塞表示,可以應(yīng)用于任何氣缸。只需點(diǎn)擊目標(biāo)缸(如：Cyl.2),它將成為參考缸。點(diǎn)火失調(diào)相關(guān)參考參數(shù),也會(huì)隨參考缸不同隨之角度發(fā)生變化。額外的通道可以應(yīng)用于指定的缸。這些通道可在 CA-Scope 圖中,并與相應(yīng)的氣缸缸壓一同顯示。這可能是非常

8、有用的信號(hào),其都基于角度坐標(biāo)。例如：點(diǎn)火信號(hào)也可以應(yīng)用于額外的通道,它可以用 CA-Scope 圖,并與相應(yīng)的氣缸缸壓一同顯示?？吹胶竺骘@示設(shè)置。1.2.2角度傳感器部分角度傳感器設(shè)置采樣類型定義為時(shí)間域或角域(內(nèi)部或外部時(shí)鐘),也可以使用各種CDM 傳感器。角域采樣，CDM 傳感器時(shí)鐘是 CA 中使用模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換。所以每個(gè)來自CDM 傳感器脈沖的時(shí)鐘都是是 CA 中使用模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換。換句話說，一個(gè)模擬,值都會(huì)對(duì)應(yīng)在脈沖時(shí)刻上的一個(gè)恒定的角度記錄結(jié)果。采樣率不是常數(shù) 因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變

9、化,因此采樣率隨之變化。相比，時(shí)間域測(cè)量記錄的壓力信號(hào)和角度信號(hào)來自 CDM 傳感器固定采樣率如,200kHz。這樣的優(yōu)點(diǎn)是,所有時(shí)間域相關(guān)功能不受由于轉(zhuǎn)速變化而產(chǎn)生的采樣率變化 并將保持不變。當(dāng)然 CA 仍然在角域中計(jì)算,所有 CA 數(shù)據(jù)將被重新計(jì)算到角度域中。唯一的缺點(diǎn)是重新計(jì)算基于時(shí)間信號(hào)成角域信號(hào)需要很高的計(jì)算能力。時(shí)間域或角域設(shè)置也會(huì)在 CA-Noise 設(shè)置測(cè)量中產(chǎn)生影響，相比角域，時(shí)間域的CA-Noise 設(shè)置比較簡(jiǎn)單。1.2.2.1 角域模式使用 60-2&#

10、160;角度傳感器時(shí)使用該種模式。CDM 傳感器與缺齒(60-2)傳感器,可以連接到 CACPU 中的 CA 或 CDM-A 的輸入接口。如果 60-2 信號(hào)是模擬信號(hào),它必須連接到 CA 的輸入接口。CA 輸入可以處理最高電壓 60v 和有 2 個(gè)觸發(fā)水平。相比 CDM-A 只能處理 TTL(0-5v)輸入。一些信號(hào)內(nèi)部有調(diào)理能力的傳感器可以提供的 TTL 信號(hào)輸出。,在 C

11、ACPU 屬性中觸發(fā)電平和信號(hào)沿方向和濾波器可以被定義。觸發(fā)電平只適用于CA 輸入連接器。在一個(gè)模擬信號(hào)預(yù)期中,可以將觸發(fā)電平設(shè)置(默認(rèn)值 0,4v)。如果設(shè)置一個(gè)濾波器,必須定義一個(gè)高或低信號(hào)持續(xù)時(shí)間,這才是有效的。在嚴(yán)酷的電氣環(huán)境中峰值可能干擾信號(hào),這可以用濾波器來過濾輸入信號(hào)。信號(hào)沿方向定義了輸入信號(hào)的方向并根據(jù)輸入傳感器可以設(shè)置信號(hào)和零脈沖信號(hào)方向。對(duì)于 60-2 信號(hào)、下降沿的邊緣必須設(shè)置,檢測(cè)正確的缺齒。下圖給出一個(gè)示例為什么上升沿不會(huì)工作。在缺齒信號(hào)上,上升沿是未定義的,下降沿才是被定義的。1.2.2.2 時(shí)間域模式使用

12、 CDM-360 傳感器，可以采用此種模式。時(shí)間域角度傳感器設(shè)置與角域是相似的。唯一的區(qū)別是必須在模擬通道設(shè)置中定義的采樣率。在選擇最大角度分辨率時(shí)軟件可以顯示現(xiàn)采樣率的發(fā)動(dòng)機(jī)最高測(cè)量轉(zhuǎn)速。如不滿足，在模擬通道設(shè)置中更改定義的采樣率。CDM-360 傳感器設(shè)置，將連接到欄選擇 CDMA 和 TRG 方式?？赡艿慕嵌葌鞲衅髟诮怯蚝蜁r(shí)間域的設(shè)置基本信息如表所示。1.2.2.3 上止點(diǎn)設(shè)置上止點(diǎn)檢測(cè)用于將參考汽缸最大壓力漂移修正到 0 度。角度傳感器 0 度在安裝時(shí)幾乎不可能匹配參

13、考汽缸最大壓力,所以基于參考缸的上止點(diǎn)(TDC)檢測(cè)可以實(shí)現(xiàn)匹配 0度的角度傳感器對(duì)應(yīng)汽缸最大壓力。參考汽缸最大壓力角度與傳感器零度之間的偏移角偏移量?？梢栽赥riggeroffset 欄中手動(dòng)輸入,也可以測(cè)量后生成。上圖片顯示了轉(zhuǎn)角傳感器。未進(jìn)行上止點(diǎn)檢測(cè)，角度傳感器與參考汽缸最大壓力有偏差，那么現(xiàn)在可以進(jìn)入手動(dòng)輸入或自動(dòng)測(cè)量 Triggeroffset 值。自動(dòng)測(cè)量(開始)后,完成規(guī)定循環(huán)周期后。CA 將自動(dòng)在 Triggeroffset 中寫入偏置值。此時(shí)最大壓力將會(huì)與實(shí)際真正活塞的上止點(diǎn)（TDC）一致.由于隨著缸內(nèi)溫

14、度變化上止點(diǎn)（TDC）會(huì)再次發(fā)生，。這就是為什么在測(cè)量過程中需要一直進(jìn)行熱力學(xué)損耗角修正的原因。1.2.3計(jì)算、零點(diǎn)修正在計(jì)算部分可以選擇和設(shè)置缸壓信號(hào)的梯度、平均有效壓力（MEP）、統(tǒng)計(jì)值和零點(diǎn)修正參數(shù)。并且缸壓信號(hào)的 p-v 圖,壓力曲線,梯度也可在設(shè)置界面展示。,右側(cè)顯示的計(jì)算部分主要參數(shù)，以便用戶在設(shè)置過程中快速檢查。l缸壓計(jì)算，額外通道計(jì)算選擇。l整體總平均計(jì)算：從第一次循環(huán)開始到采集終止結(jié)束進(jìn)行算數(shù)平均。l零點(diǎn)修正熱力學(xué)修正：通過這種方法,兩個(gè)點(diǎn)內(nèi)(默認(rèn)-100,-65 度)的壓力曲線,缸內(nèi)容積和壓力將被測(cè)量。得到的容積和壓力的差值,系統(tǒng)導(dǎo)入到基于多方

15、指數(shù)的熱力學(xué)模型中,并計(jì)算進(jìn)氣壓力。上止點(diǎn)因溫度關(guān)系產(chǎn)生的壓力曲線漂移將被抵消。為每一個(gè)氣缸提供了零校正偏移結(jié)果輸出結(jié)果。從已知值修正：使用這種方法的手動(dòng)如入壓力曲線特定角的壓力值?！癈orrect”指定位置相關(guān)上止點(diǎn) TDC 應(yīng)當(dāng)予修正。從測(cè)量值修正：使用絕對(duì)壓力傳感器測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管絕對(duì)壓力。從模板中可以定義進(jìn)氣壓力應(yīng)該測(cè)量角度與上止點(diǎn) TDC 角度一致。我們可以定義一個(gè)位置入口壓力是穩(wěn)定的(上止點(diǎn)附近)。“Correctat”,指定位置相關(guān)上止點(diǎn) TDC 應(yīng)當(dāng)予修正。1.2.4熱力學(xué)計(jì)算參數(shù)設(shè)置部分在熱力學(xué)部分,設(shè)置缸內(nèi)溫度計(jì)

16、算、放熱計(jì)算和梯度計(jì)算。隨著曲柄旋轉(zhuǎn)溫度、放熱率、綜合熱釋放、開始點(diǎn)火點(diǎn) SOC、終止點(diǎn)火點(diǎn) EOC、燃油量也都會(huì)被計(jì)算。梯度也同時(shí)被計(jì)算。溫度計(jì)算：氣體質(zhì)量是必需的。這可以是手動(dòng)輸入或計(jì)算。如果使用計(jì)算:進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、有效容積效率必須進(jìn)入(0.9=90%)。如果選擇測(cè)量,進(jìn)氣壓力將從零點(diǎn)修正高壓力曲線中得到。放熱計(jì)算：計(jì)算必須定義的開始和結(jié)束角度位置。典型的范圍從-30 度到 90 度,早期注入角必須設(shè)置小于-65 度。放熱計(jì)算中，SOC、EOC 和燃油量，以及放熱 I5,、I10,、I50、I90andI

17、xx(用戶自定義值)都將被計(jì)算。瞬時(shí)熱釋放(TQ)和整體熱釋放(TI)不同，兩個(gè)輸出格式是可用戶自行選擇的。熱力學(xué)通道基于-360 度到 360 度基于一個(gè)循環(huán)（2 轉(zhuǎn)）輸出一個(gè)值梯度：對(duì)每個(gè)氣缸缸壓基于角度進(jìn)行微分計(jì)算。設(shè)置計(jì)算起始角度，和終止角度，及步進(jìn)長(zhǎng)度。上面的例子展示了一些噪音對(duì)缸壓信號(hào),造成的梯度結(jié)果產(chǎn)生誤差。選擇合適范圍會(huì)排除這方面推導(dǎo)的結(jié)果。輸出結(jié)果1.2.5爆震檢測(cè)設(shè)置部分爆震產(chǎn)生于汽油和天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料不受控制的燃燒。在正常燃燒過程中,燃?xì)饣旌衔镉苫鸹ㄈc(diǎn)燃并燃燒。當(dāng)引擎出現(xiàn)爆震，燃燒開始于另一側(cè)的燃燒室產(chǎn)生的高壓瞬變，而非燃?xì)饣旌?/p>

18、物由火花塞點(diǎn)燃并燃燒，將使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械壓力和溫度過載。這可能嚴(yán)重?fù)p害發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部,尤其是活塞部分。爆震檢測(cè)算法則通過曲線與數(shù)值表示給用戶。壓力信號(hào)輸入到一個(gè)爆震濾波器，進(jìn)行分離信號(hào)，可以直觀的對(duì)高頻成分通過在最高氣缸壓力部分進(jìn)一步分析。爆震的頻率通常是 5kHz-12kHz。這個(gè)例子顯示了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部燃燒壓力曲線。高通(HP)濾波器(紅色)截止頻率是提取高頻成分。相比于上圖曲線,我們可以看到壓力曲線壓力(藍(lán)色)在壓力下降過程中的波動(dòng)是很大的?？梢赃_(dá)到非常高的壓力大于 100Bar，所以有時(shí)很難觀察到它的頂部燃燒壓力曲線。如果我們只提取上面的高頻成分大于 5000

19、60;赫茲對(duì)于我們分析爆震要容易得多。高通壓力信號(hào)(紅色線)表示現(xiàn)在最大的壓力曲線周圍的壓力波動(dòng)。KnockFactor（KF）=INT_Reference/INT_KnockKF 及為爆震的記權(quán)結(jié)果。通過上圖，KHP 值為利用爆震高通濾波器提取的高頻信號(hào)，KF 即為上面公式提供的爆震記權(quán)結(jié)果，當(dāng)兩者最大峰值重合匹配是，即可認(rèn)定此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)爆震。l爆震設(shè)置Lowpassfilter ：TAPS=xdeg（410 度）/angleresolution（0.16 度）Highpassfilter ：5000HzNoisethreshold：0.10.5barReference,Knocksignalwindowwidth：l爆震顯示CA-Scoperecorderwindow1.3 CA-Noise 燃燒噪聲1.3.1基于時(shí)間域設(shè)置Weightedraw：記權(quán)值，可用于聲級(jí)計(jì)的計(jì)算中Overallvalue：基于測(cè)試開始到結(jié)束的一個(gè)整體計(jì)算值，只有一個(gè)值。Intervalvalue：基于設(shè)定時(shí)常的計(jì)算值，每達(dá)到計(jì)算