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STM32构建了爆震控制单元的硬件系统

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沙发
東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:11 | 只看该作者
    汽车尾气排放较差由多种原因造成,例如三元催化器工作不正常,空燃比
设置不合理,点火能量不足导致燃烧不充分以及缸内爆燃等原因。其中缸内爆
燃现象主要由爆震产生,是由异常燃烧所致。不仅会使排放效果较差,严重的
爆震还会导致发动机转速不稳,动力性变差,还会致使发动机零部件的磨损,
所以要尽量控制减少发动机的持续爆震。发动机正常燃烧时,混合气的燃烧始
于压缩冲程结束的位置,而完整的燃烧过程则处于做功冲程[}2}。火花塞进行点火
的起始位置由点火提前角和闭合角共同决定,其中闭合角度决定了点火的能量,
主要跟蓄电池电压有关,当蓄电池电压较高时缩短点火时间,当电池电压较低
时延长点火时间以保证无论电池电压如何波动,点火能量是稳定的。点火提前
角是依据发动机的当前转速值和负荷查询MAP表得到一个基准值,再通过冷却
液温度、爆震信息等计算修正量,从而最终确定。然而,点火提前角度过大时
会使混合气的燃烧位于压缩冲程,这样会导致气缸内压力剧增从而引发爆震,
排放性能也会变差;提前角度过小时会使混合气燃烧完全处于做功冲程,此时
排放效果较好,但燃烧能量转换为活塞机械能的效率下降,发动机动力性较差;
当发动机处于临界爆震点或者轻微爆震时,发动机的各项性能指标可以达到最
佳,且发动机此时为正常工作状态[[3]。因此控制发动机在各工况下都工作于临界
爆震点是爆震控制系统的控制目标,对发动机性能和排放效果的提升具有重要
意义。

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板凳
東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:12 | 只看该作者
    (1>燃烧噪声判定法
    通常情况下,发动机在较低转速时如果发生爆震,人耳能够很明显的听到
尖锐的敲缸声音,当转速较高时则难以分辨,且危害很大。在实际进行测量时,
Snoke Carstens等人[[4]采用压电传感器测量气缸内噪声的频率,然后对噪声信号
进行识别。发动机在发生高强度振动时,噪声频率相对较高,而在正常燃烧时
不会伴随强烈振动,因此基本不含有高频噪声,因此,通过噪声仪对噪声信号
进行声级测量即可判定爆震强度。Olivier Boubal等人[[5]将宽带声学传感器安装
在发动机缸盖垫片上同样测得了发动机爆燃声波。此种方法成本较低,易于生
产,便于安装,使用寿命长,但不能分辨各缸爆震信息,在发动机转速较高时
信噪比下降,难以准确判定爆震强度。且不同的发动机机械强度不同,在相同
爆震强度下产生的噪声频率也有所不同,因此通用性不强。

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地板
東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:14 | 只看该作者
    缸压测量法是采用压电晶体式传感器直接测量气缸内压力状况,压力的变化
直接反应了气缸内的燃烧情况。当发动机发生爆震时,在压力峰值处会伴随有
压力震荡波,振荡的幅度随着爆震的强度增大而增大。缸压测量传感器有嵌装
式和火花塞式两种,使用时根据压力传感器特性曲线,将电压信号转化为压力
信号进行分析。此种测量方法能够非常直观的反应燃烧情况,并且可以对每个
气缸都进行测量,可以提高检测精度,通过对振动信号进行分析可以提取丰富
的爆震信息。

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5
東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:14 | 只看该作者
    发动机在运行过程中每一次点火做功都会伴随有强烈的机体振动,且振动
频率由燃烧状态决定。机体振动测量法是在发生爆震时利用装于发动机缸体侧
面中心的振动传感器与缸体发生共振的特性输出振动加速度信号。振动传感器
根据设计原理可分为两种,其中磁致伸缩式传感器因占用空间较大,制作工艺
复杂,机电转换效率较低,市面上己经很少被使用了。目前压电式爆震传感器
被广泛应用于各类汽车发动机电控系统,主要分为两种,其中非共振型爆震传
感器直接将机体振动产生的压力值转换为电压值用于爆震分析,爆震强度主要
体现在频率成分上;共振型传感器原理与非共振型相近,但共振型传感器能够
在共振频率处将幅值最大化,因此爆震发生的强度主要体现在共振幅度上。于
秀敏等人[f6l将非共振型传感器应用到了机体振动信号的研究中。这种传感器采用
压电材料制作,成本较低,且安装在缸体外侧非常方便,产生的电信号包含丰
富的谐波成分,且相较于噪声测量法精度和可靠性更高,但也有与噪声测量法
相似的缺点,即信噪比和灵敏度都较低。

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:15 | 只看该作者

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:15 | 只看该作者

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:15 | 只看该作者

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:15 | 只看该作者

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:19 | 只看该作者

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:20 | 只看该作者

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:20 | 只看该作者

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:22 | 只看该作者

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:23 | 只看该作者

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:23 | 只看该作者

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:23 | 只看该作者

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:24 | 只看该作者

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:24 | 只看该作者

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:25 | 只看该作者

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東南博士|  楼主 | 2019-10-14 14:25 | 只看该作者

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