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1、火花點(diǎn)燃式活塞發(fā)動(dòng)機(jī),特別是二沖程發(fā)動(dòng)機(jī),因機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、重量輕、升功率大等優(yōu)點(diǎn),在軍事特種車輛和航空的中、小型無(wú)人直升機(jī)等領(lǐng)域有比較廣泛的應(yīng)用。與汽油相比,煤油蒸發(fā)較困難、閃點(diǎn)高,具有較好的使用安全性,易于運(yùn)輸;但其在燃燒時(shí)火焰?zhèn)鞑サ乃俣容^低、抗爆性較差,而爆震是火花點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的一種非正常燃燒現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響其動(dòng)力輸出、增大燃油消耗,甚至發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)重要零部件損壞的現(xiàn)象。因此本文設(shè)計(jì)了二沖程煤油發(fā)動(dòng)機(jī)爆震識(shí)別系統(tǒng),并搭建了
2、某型二沖程煤油發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。本文對(duì)機(jī)體振動(dòng)信號(hào)的采集與分析方法進(jìn)行了詳細(xì)的敘述,并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上采集到的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了分析處理,準(zhǔn)確地提取出了信號(hào)的爆震中心頻率等信息,設(shè)計(jì)了二沖程煤油發(fā)動(dòng)機(jī)爆震識(shí)別系統(tǒng),搭建了半物理仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)其功能進(jìn)行了驗(yàn)證,并在試驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,研究結(jié)果表明其功能和工作穩(wěn)定性可以達(dá)到預(yù)期要求。主要工作如下:
(1)研究了發(fā)動(dòng)機(jī)爆震信號(hào)的采集與分析方法,通過(guò)對(duì)比三種主流
3、的爆震信號(hào)檢測(cè)及處理方法,本文以機(jī)體振動(dòng)信號(hào)處理方法作為本文的研究方法,分析快速傅立葉變換算法與內(nèi)稟模態(tài)特征能量法的優(yōu)、缺點(diǎn)及其可行性,本文選取內(nèi)稟模態(tài)特征能量法作為爆震信號(hào)特征提取的方法;
(2)本文先對(duì)爆震識(shí)別系統(tǒng)的硬件進(jìn)行了選型,并完成了硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì);根據(jù)機(jī)體振動(dòng)信號(hào)處理的過(guò)程及爆震狀態(tài)、爆震強(qiáng)度的識(shí)別邏輯,進(jìn)行了爆震識(shí)別系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),并完成了編譯、調(diào)試工作;自定義上位機(jī)與下位機(jī)的通訊協(xié)議,完成了上位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),實(shí)
4、現(xiàn)了實(shí)時(shí)反饋發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)信息、爆震狀態(tài)和爆震強(qiáng)度,并達(dá)到美觀實(shí)用的效果。
(3)搭建了半物理仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)設(shè)計(jì)好的爆震識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行了功能性驗(yàn)證,采用真實(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上采集到的機(jī)體振動(dòng)信號(hào)作為輸入信號(hào),通過(guò)改變輸入信號(hào)的頻率和幅值的方式來(lái)驗(yàn)證爆震識(shí)別系統(tǒng)的功能。
(4)搭建了二沖程煤油發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架,進(jìn)行爆震識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究,測(cè)試其功能是否正常。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明二沖程煤油發(fā)動(dòng)機(jī)爆震識(shí)別系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震狀態(tài)并及
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