二沖程點(diǎn)燃式重油發(fā)動(dòng)機(jī)爆震識別系統(tǒng)研究.pdf

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。本文對機(jī)體振動(dòng)信號的采集與分析方法進(jìn)行了詳細(xì)的敘述，并對發(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)信號進(jìn)行了分析處理，準(zhǔn)確地提取出了信號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)爆震識別系統(tǒng)，搭建了半物理仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)對其功能進(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)爆震信號的采集與分析方法，通過對比三種主流

3、的爆震信號檢測及處理方法，本文以機(jī)體振動(dòng)信號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特征提取的方法；
　　(2)本文先對爆震識別系統(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)信號處理的過程及爆震狀態(tài)、爆震強(qiáng)度的識別邏輯，進(jìn)行了爆震識別系統(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)，對設(shè)計(jì)好的爆震識別系統(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)信號作為輸入信號，通過改變輸入信號的頻率和幅值的方式來驗(yàn)證爆震識別系統(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)行爆震識別系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，測試其功能是否正常。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