[发明专利]一种用于发动机实时燃烧分析的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于发动机实时燃烧分析的测试设备，具体来说涉及一种用于发动机台架试验以缸内压力数据来分析燃料燃烧放热的设备。

背景技术

发动机燃烧系统的优劣，对其性能水平具有举足轻重的作用。发动机燃烧系统不仅与它的经济性和动力性有密切关系，而且对空气污染和噪声污染也具有重大影响。多年以来，为了改进发动机的燃烧系统，各研究机构做出了不懈的努力。因此，研究并改进发动机的燃烧过程，无论是从发动机本身的发展，还是从节约能源、降低污染等更广泛的角度来看，其深远意义都是明显的。

为研究发动机的燃烧过程，须对燃烧过程进行测试，从微观上对发动机的燃烧过程进行研究。由于发动机的燃烧过程所用的时间极短，所处的空间很小，更重要的是发动机的燃烧反应物是很不均匀的，并且经常是流动和扰动的反应物和燃烧产物处于同一容积，这一切就构成发动机的燃烧过程是一个十分复杂多变的物理化学过程。随着科技的发展，测试技术也提高到了一个新的发展阶段，现今借助微机系统、高性能数据采集卡、各种先进的传感器以及相应的调理电路，就能够将大量的燃烧过程中的物理信息测量、记录、处理与显示，从这些信息和图形可以比较可靠地分析发动机燃烧过程的完善程度，为进一步改善燃烧过程提供了科学的依据。

鉴于此，本发明变应用现代的数采设备，运用软硬件结合，可以做到采集频率在3MHz以下-10～10v的8通道的信号，对发动机的工作参数进行实时监控，并且还有完备的燃烧分析功能，其实用性强。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于发动机实时燃烧分析及性能参数测试的装置，它是一种进行发动机性能测试分析的新型PC仪器系统，在Windows操作系统下运行，功能强大，操作简单，维护方便。实时显示和保存功能完善，可同时采集8通道电压量信号，每通道的采样速率可满足发动机最高转速的要求，可以用作通用数据采集设备，还可以用发动机的角标信号做时钟来测试其每个工作循环的性能参数和燃烧情况。从总体机构上看它主要需要两大功能模块：

1、基于时间数据采集分析

本功能是应用采集系统的内部时钟来采集数据，也可以称作多通道示波器，并可以做到边采集边保存--即保存数据不受内存限制，只要操作者愿意可以保存任意时段的数据及采集信息，并且可以回调显示与提取数据及相关采样设置以便进行分析。

2、基于角标采集及实时燃烧分析

本功能是利用发动机台架试验常备的转角信号作为时钟源和触发源来连续采集数据，并进行处理、显示和保存；可以判断压缩上止点位置，也就是可以确定采样点对应的曲轴转角，并可以显示和保存整周期的数据；具备一定的分析功能，比如基于缸压信号的燃烧分析、多变指数分析以及发动机转速计算和实时显示等功能；可以回调数据；另外，还有一个突出特点是可以连续不间断的采样每个周期的数据。

附图说明

图1为硬件组成结构示意图

图2为基于时间采集流程图

图3为基于角标数据采集流程图

有益效果

本发明变应用现代的数采设备，运用软硬件结合，可以做到采集频率在3MHz以下-10～10v的8通道的信号，对发动机的工作参数进行实时监控，并且还有完备的燃烧分析功能，具有重大的实用价值。

具体实施方式

本发明的具体实现的方法如下：

1、硬件结构

本发明的硬件组成如图1所示，主要有计算机、高速数据采集卡、通讯与调理电路、传感器、台架发动机、角标仪。在发动机实验台上安装所要测试信号的传感器，其输出的信号经过调理模块连接到通讯接口板，再传到高速数据采集卡PCI-6133/23上，最后经计算机上编制的软件来读取、处理、显示、保存、分析等。如需做工作周期的分析，要求把角标仪发出的数字信号直接连接到通讯接口板，来作为采集卡的时钟源和触发源。

2、软件实现

本发明的软件实现主要通过LabVIEW开发平台和数据采集卡的驱动程序来完成，具体实现方法如下：

1)基于时间数据采集分析的软件实现