[發明專利]一種均質壓燃發動機燃燒相位的檢測裝置及其檢測方法

無效

• 申請號: 201010126291.0
• 申請日: 2010-03-15
• 公開（公告）號: CN101806240A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 王建昕;陽冬波;王志
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F02B1/14
• 分類號: F02B1/14;F02D41/04;F02D41/30
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明涉及一種發動機燃燒相位的檢測裝置及其檢測方法，特別是關于一種均 質壓燃發動機燃燒相位的檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

均質壓燃是一種結合了汽油機和柴油機優勢的新型燃燒方式，具有大幅提高汽 油機燃油經濟性，同時降低NOx排放95％以上的優勢。但均質壓燃發動機在產業化 過程中仍然面臨著著火控制困難的問題。這是由于均質壓燃沒有直接的著火觸發裝 置，著火和燃燒都要受到化學動力學控制，因此在實際的產業化過程中需要對發動 機進行單缸獨立閉環控制，才能保證均質壓燃的高效和穩定。而單缸獨立閉環控制 的關鍵在于反饋的缸內燃燒相位狀況。目前，國際上發布的均質壓燃產業化技術方 案均采用了缸內壓力傳感器，利用缸內壓力傳感器直接測量缸內壓力作為缸內燃燒 相位狀況的反饋信息，來有效實現閉環控制。然而，使用缸內壓力傳感器時需要在 發動機缸蓋或缸體上設置單獨的通道，對發動機的結構進行一定的改造后方可使 用。而且，缸內壓力傳感器的價格昂貴，使用壽命短，耐久性差，對多缸發動機需 要每缸都分別安裝缸內壓力傳感器，成本過高，不適合量產。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種成本低，適合量產，并能夠將燃燒相 位準確檢測出來的均質壓燃發動機燃燒相位的檢測裝置及其檢測方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種均質壓燃發動機燃燒相位的 檢測裝置，其特征在于，它包括：一轉速傳感器，其采集發動機的飛輪的轉速信號；

一凸輪軸位置傳感器，其采集發動機的凸輪軸相位；一加速度傳感器，其采集 發動機的振動信號；一電荷放大器，其將采集到的發動機振動信號由電荷信號轉換 為電壓信號；一數據采集設備，其對輸入的所述發動機的飛輪轉速信號、凸輪軸相 位和振動信號進行模數轉換；一上位機，其根據經模數轉換后的所述發動機的飛輪 轉速信號、凸輪軸相位和振動信號的數字信號，標定出所述發動機的燃燒分析窗口 和燃燒特征頻率帶；一燃燒分析控制單元，其根據所述燃燒分析窗口來采集所述發 動機的振動信號，再濾波得到所述燃燒特征頻率帶段內的發動機振動信號，之后計 算出發動機的燃燒相位。

所述上位機包括：一上止點標定模塊，其中預設有上止點偏差，用于將所述發 動機的轉速信號、凸輪軸的相位和預設上止點偏差結合，標定出所述發動機的燃燒 分析窗口；一燃燒頻率標定模塊，其中預設有燃燒特征截止頻率，用于將所述預設 燃燒特征截止頻率和發動機振動信號結合，確定發動機的燃燒特征頻率帶。

所述燃燒分析控制單元內預設有：一通訊模塊，其將所述數據采集設備輸送的 信號輸出給所述上位機，并接收所述上位機中上止點標定模塊反饋的發動機的燃燒 分析窗口，再按照所述發動機的燃燒分析窗口采集發動機振動信號；一帶通濾波模 塊，其接收所述上位機中燃燒頻率標定模塊輸出的燃燒特征頻率帶，并對輸入的所 述發動機振動信號進行濾波處理，得到所述發動機燃燒特征頻率帶段內的發動機振 動信號；一時頻分析模塊，其對所述發動機燃燒特征頻率帶段內的發動機振動信號 進行時頻分析，得到某一曲軸轉角下的振動能量函數；一能量函數擬合模塊，其對 某一曲軸轉角下的振動能量函數進行擬合，得到所述發動機的燃燒相位。

所述通訊模塊采用TCP/IP協議，與所述數據采集設備通訊。

所述轉速傳感器采用磁感應式58齒曲軸位置傳感器，所述凸輪軸位置傳感器 采用霍爾式凸輪軸位置傳感器，所述加速度傳感器采用壓電式加速度傳感器和爆震 傳感器之一。

所述轉速傳感器采用磁感應式58齒曲軸位置傳感器，所述凸輪軸位置傳感器 采用霍爾式凸輪軸位置傳感器，所述加速度傳感器采用壓電式加速度傳感器和爆震 傳感器之一。