燃燒分析儀手冊(cè)_圖文

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)

2、信號(hào)可以在PHYSICAL VALUES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。輸入范圍可以從預(yù)定義列表選擇,或手工輸入。 抗混疊過濾器應(yīng)該設(shè)置為100 khz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

3、入范圍相關(guān)聯(lián)。在從100pC到2000pC時(shí)為0.07Hz,超過2000pC 約0.005 Hz高通濾波器參數(shù)。 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。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。 1.2CA-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

4、止點(diǎn)(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。 被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)引擎幾何參數(shù)(缸徑、行程和連桿長度、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。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

5、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,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)

6、,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。 角度傳感器設(shè)置采樣類型定義為時(shí)

7、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

8、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)置比較簡單。使用60-2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60 v和有2個(gè)觸發(fā)水平。相比CDM-A只能處理TTL(0 - 5 v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CA CPU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0,4 v。如果設(shè)

9、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。 使用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-

10、360傳感器設(shè)置,將連接到欄選擇CDMA和TRG方式。 可能的角度傳感器在角域和時(shí)間域的設(shè)置基本信息如表所示。 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。可以在Trigger offset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Trigger offset值。自動(dòng)測(cè)量(開始后,完成規(guī)定循環(huán)周期后。C

11、A將自動(dòng)在Trigger offset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。 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。 缸壓計(jì)算,額外通道計(jì)算選擇。 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。 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

12、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?！癈orrect at”,指定位置相關(guān)上止點(diǎn)TDC應(yīng)當(dāng)予修正。 在熱力學(xué)部分,設(shè)置缸內(nèi)溫度計(jì)算、放熱計(jì)算和梯度計(jì)算。隨著曲柄旋轉(zhuǎn)溫

13、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、I90 andIxx (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-

14、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 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)饣旌衔镉苫鸹ㄈc(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

15、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5 kHz - 12 kHz。 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

16、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。爆震設(shè)置Low-pass filter:TAPS = xdeg(410度/angle resolution(0.16度High-pass filter:5000 HzNoise threshold:0.1 0.5 barReference, Knock signal window width: 爆震顯示CA-Scoperecorder window1.3CA-Noise燃燒噪聲 Weighted raw:記權(quán)值,可用于聲級(jí)計(jì)的計(jì)算中Overall value: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。Interval value:基于設(shè)定時(shí)常的計(jì)算值,每達(dá)到計(jì)算時(shí)常輸出一個(gè)值。 輸出顯示 FFT filter加載模版 加載B0_CNT1/Frequ通道 轉(zhuǎn)化dB值 結(jié)果 1.4結(jié)果輸出界面選擇 根據(jù)需要選擇是否使用通道值,使用后在Measure中的通道列表中找到。結(jié)果列表單缸實(shí)時(shí)值單缸循環(huán)平均值 角度值結(jié)果 角度值平均結(jié)果 在Measure界面中顯示前面設(shè)置通道值 CA模版 CA-Scope:P-V圖 SOC、EOC參數(shù)同時(shí)顯示 基本結(jié)果顯示 典型界面 1.5 C