[发明专利]一种天然气发动机爆震识别的方法及系统

说明书

本发明公开了一种天然气发动机爆震识别的方法及系统，涉及发动机领域，通过采集发动机转速和各缸振动信号，先对振动信号进行变换，根据预设定爆震频率，确认爆震发生角度，然后在爆震发生时以100HZ为频率步长，在爆震频率区间内进行幅值累加，累加结果为各缸爆震强度，再根据各缸爆震强度计算各缸不均匀度，将各缸不均匀度值与预设定不均匀度阈值进行匹配，当确认发生爆震时修正点火提前角。可见，本发明主要利用发生爆震时各缸振动差异大的特点，通过对振动信号的不均匀度进行分析，实现爆震的有效识别，提高了发动机的可靠性和安全性，解决了爆震加速度振动信号信噪比低，无法合理标定爆震的问题。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种天然气发动机爆震识别的方法及系统。

背景技术

天然气发动机作为车辆的动力来源，必须要在保证正常使用的前提下有较强的可靠性。受气源地及提炼工艺的限值，目前各地的天然气成分差异较大，抗爆性不同，在大负荷工作时容易发生爆震燃烧问题，导致排放恶化、发动机可靠性降低，从而降低了发动机的适用性和使用寿命。

现有技术进行爆震识别，主要是在确认爆震频率的基础上，通过将爆震传感器采集到的信号频率转化为相应的电压信号，通过对电压信号进行阈值标定从而判定是否发生爆震。然而在某天然气发动机实际标定时出现有无爆震情况电压信号变化很小，即信噪比很低(主要受到机体振动传递的影响，但此路径在整机设计完成后已无法进行更改)，无法进行爆震阈值的合理标定，如阈值设定过低，存在尽管未发生爆震而判定为发生爆震的情况，如阈值设定过高，则情况相反。

发明内容

针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种天然气发动机爆震识别的方法及系统，可以有效识别爆震,提高发动机的可靠性和安全性。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种天然气发动机爆震识别的方法，包括以下步骤：

获取各缸振动信号；

对各缸振动信号进行变换，根据预设定爆震频率，确定各缸爆震发生角度；

在爆震发生时以100HZ为频率步长，在爆震频率区间内进行幅值累加，累加结果为各缸爆震强度；

根据各缸爆震强度，计算各缸的不均匀度U_i，

其中U_i为第i缸的不均匀度，A_i为第i缸的爆震强度，N为柴油机缸数，j为小于等于N的自然数；

判断各缸不均匀度U_i是否与预设定不均匀度阈值相匹配；

如果是，则生成对应的控制信号；

根据所述控制信号修正点火提前角或正常运行。

优选方式为，所述对各缸振动信号进行变换步骤，包括以下步骤：

获取发动机转速和相位；

根据发动机转速和相位获取对应的压缩上止点；

根据压缩上止点和发动机转速将各缸振动信号转换成角度域信号；

对角度域信号进行变换，变换成以频率为横坐标角度为纵坐标的频域信号；

在预设定爆震频率区间内，以预设定步长查找频域信号，振幅最大处角度，为各缸爆震发生角度。

优选方式为，对角度域信号进行小波变换。

优选方式为，所述预设定爆震频率的确认，包括以下步骤：

模拟爆震的边界条件；

利用燃烧分析仪采集各缸压力并判定爆震与否；