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五種方法分析異常燃燒現(xiàn)象五種方法分析異常燃燒現(xiàn)象
2018-02-27 15:03:32·
2017年10月25日，香港汽油發(fā)動機的燃燒過程極為復雜，單純的缸壓分析并不足以解釋所有的燃燒現(xiàn)象。如何能便捷有效地判斷燃燒現(xiàn)象，是每個工程師都想問的問題。最近的研究報告指出，可通過多種燃燒分析測試技術，結(jié)合各項數(shù)據(jù)進行分析，從而更深入了解異?，F(xiàn)象的產(chǎn)生和發(fā)展過程。1. 利用傳統(tǒng)的缸壓分析方法了解燃燒的基本情
2017年10月25日，香港–汽油發(fā)動機的燃燒過程極為復雜，單純的缸壓分析并不足以解釋所有的燃燒現(xiàn)象。如何能便捷有效地判斷燃燒現(xiàn)象，是每個工程師都想問的問題。最近的研究報告指出，可通過多種燃燒分析測試技術，結(jié)合各項數(shù)據(jù)進行分析，從而更深入了解異?，F(xiàn)象的產(chǎn)生和發(fā)展過程。
1. 利用傳統(tǒng)的缸壓分析方法了解燃燒的基本情況
使用壓力傳感器測量發(fā)動機缸內(nèi)壓力，對于正常燃燒現(xiàn)象的分析是比較有效的方法。由于在異常燃燒現(xiàn)象 —— 如爆震發(fā)生時，傳感器的安裝位置對測量結(jié)果有很大的影響，缸壓信號并不一定能夠準確地判斷出異常燃燒現(xiàn)象的發(fā)生，需要通過其他手段確定異常燃燒的起因。
2. 利用離子電流檢測確定是否發(fā)生早燃現(xiàn)象
在發(fā)動機燃燒時，火花塞電極間產(chǎn)生離子電流。通過測量離子電流，可實時檢測在點火之前是否產(chǎn)生電流，從而準確判斷是否發(fā)生早燃。如下圖所示，可看到在點火信號之前3°CA產(chǎn)生了離子電流（早燃），而在缸壓信號中并無明顯的早燃產(chǎn)生表征。
3. 利用光纖火花塞確定早燃和爆震的產(chǎn)生位置
在火花塞中加入光纖，可以采集燃燒火焰輻射的光信號。下圖為集成了12根光纖的火花塞所顯示的光電信號。根據(jù)不同位置的光纖信號的變化先后順序，可確定早燃和爆震的產(chǎn)生位置。
4. 使用碳煙指數(shù)來分析碳煙現(xiàn)象
將產(chǎn)生碳煙時的燃燒火焰信號與沒有產(chǎn)生碳煙時的信號進行比較，計算得到碳煙指數(shù)Soot Reference Number (SRN)。碳煙指數(shù)的大小表征了燃燒狀況及產(chǎn)生碳煙的程度。另外，根據(jù)燃燒室內(nèi)不同位置的碳煙指數(shù)，可以判斷碳煙產(chǎn)生的位置。
5. 使用近紅外技術定位早燃位置
利用近紅外相機測量缸室內(nèi)零部件（如活塞、氣門和缸蓋）的熱輻射，實時測量發(fā)動機部件在燃燒運行工況下的缸內(nèi)溫度。利用其生成的全景溫度分布圖和溫度發(fā)展曲線，可檢測如因表面點火引起的如局部早燃等不規(guī)則燃燒現(xiàn)象，并預判發(fā)動機局部在不堪熱負荷和熱應力下受損的風險。
本文摘自李志峰先生（Sonus Technologies聲運技術）與 Dr. Wytrykus（德國SMETEC公司）2017年10月25日于上海舉行的《中國汽車工程學會年會 暨 第19屆亞太汽車工程年會》所發(fā)表的專題報告。
關于SMETEC
SMETEC由德國亞琛工大出身的Dr.-Ing Frank Wytrykus創(chuàng)立。公司專注于燃燒分析的測試產(chǎn)品開發(fā)超過20年，并提供一系列如燃燒成像系統(tǒng)、光纖測量系統(tǒng)、離子電流測量系統(tǒng)等先進產(chǎn)品。多種測試手法可讓工程師達到不同的測試目的，并更全面地掌握燃燒過程中的種種信息。
關于聲運技術 Sonus Technologies
一家領先的汽車測試技術解決方案供應商，也是中國最早擁有NVH試驗室的獨立工程服務公司，一直致力于為客戶提供高品質(zhì)的產(chǎn)品和服務，包括機械性能改進和測試服務、試驗室、測試與檢測的新一代設備及工具。
作為德國SMETEC公司中國總代理，Sonus為大中華區(qū)域內(nèi)的客戶提供燃燒分析的產(chǎn)品和服務，于2017中國汽車工程學會年會 暨 第19屆亞太汽車工程年會（2017年10月24-26日 上海汽車會展中心）發(fā)表論文：
《點燃式發(fā)動機異常燃燒現(xiàn)象的光學分析》
日期：2017年10月25日
地點：上海汽車會展中心 CT1先進汽油機技術分會場
李志峰，Sonus Technologies
1. 利用傳統(tǒng)的缸壓分析方法了解燃燒的基本情況
使用壓力傳感器測量發(fā)動機缸內(nèi)壓力，對于正常燃燒現(xiàn)象的分析是比較有效的方法。由于在異常燃燒現(xiàn)象 —— 如爆震發(fā)生時，傳感器的安裝位置對測量結(jié)果有很大的影響，缸壓信號并不一定能夠準確地判斷出異常燃燒現(xiàn)象的發(fā)生，需要通過其他手段確定異常燃燒的起因。
2. 利用離子電流檢測確定是否發(fā)生早燃現(xiàn)象
在發(fā)動機燃燒時，火花塞電極間產(chǎn)生離子電流。通過測量離子電流，可實時檢測在點火之前是否產(chǎn)生電流，從而準確判斷是否發(fā)生早燃。如下圖所示，可看到在點火信號之前3°CA產(chǎn)生了離子電流（早燃），而在缸壓信號中并無明顯的早燃產(chǎn)生表征。
3. 利用光纖火花塞確定早燃和爆震的產(chǎn)生位置
在火花塞中加入光纖，可以采集燃燒火焰輻射的光信號。下圖為集成了12根光纖的火花塞所顯示的光電信號。根據(jù)不同位置的光纖信號的變化先后順序，可確定早燃和爆震的產(chǎn)生位置。
4. 使用碳煙指數(shù)來分析碳煙現(xiàn)象
將產(chǎn)生碳煙時的燃燒火焰信號與沒有產(chǎn)生碳煙時的信號進行比較，計算得到碳煙指數(shù)Soot Reference Number (SRN)。碳煙指數(shù)的大小表征了燃燒狀況及產(chǎn)生碳煙的程度。另外，根據(jù)燃燒室內(nèi)不同位置的碳煙指數(shù)，可以判斷碳煙產(chǎn)生的位置。
5. 使用近紅外技術定位早燃位置
利用近紅外相機測量缸室內(nèi)零部件（如活塞、氣門和缸蓋）的熱輻射，實時測量發(fā)動機部件在燃燒運行工況下的缸內(nèi)溫度。利用其生成的全景溫度分布圖和溫度發(fā)展曲線，可檢測如因表面點火引起的如局部早燃等不規(guī)則燃燒現(xiàn)象，并預判發(fā)動機局部在不堪熱負荷和熱應力下受損的風險。
本文摘自李志峰先生（Sonus Technologies聲運技術）與 Dr. Wytrykus（德國SMETEC公司）2017年10月25日于上海舉行的《中國汽車工程學會年會 暨 第19屆亞太汽車工程年會》所發(fā)表的專題報告。
關于SMETEC
SMETEC由德國亞琛工大出身的Dr.-Ing Frank Wytrykus創(chuàng)立。公司專注于燃燒分析的測試產(chǎn)品開發(fā)超過20年，并提供一系列如燃燒成像系統(tǒng)、光纖測量系統(tǒng)、離子電流測量系統(tǒng)等先進產(chǎn)品。多種測試手法可讓工程師達到不同的測試目的，并更全面地掌握燃燒過程中的種種信息。
關于聲運技術 Sonus Technologies
一家領先的汽車測試技術解決方案供應商，也是中國最早擁有NVH試驗室的獨立工程服務公司，一直致力于為客戶提供高品質(zhì)的產(chǎn)品和服務，包括機械性能改進和測試服務、試驗室、測試與檢測的新一代設備及工具。
作為德國SMETEC公司中國總代理，Sonus為大中華區(qū)域內(nèi)的客戶提供燃燒分析的產(chǎn)品和服務，于2017中國汽車工程學會年會 暨 第19屆亞太汽車工程年會（2017年10月24-26日 上海汽車會展中心）發(fā)表論文：
《點燃式發(fā)動機異常燃燒現(xiàn)象的光學分析》
日期：2017年10月25日
地點：上海汽車會展中心 CT1先進汽油機技術分會場
李志峰，Sonus Technologies
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