高壓共軌柴油機(jī)基于聲學(xué)信號(hào)的燃燒特征觀測(cè)方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)的燃燒開環(huán)控制難以觀測(cè)到油品、運(yùn)行環(huán)境、系統(tǒng)老化引起的燃燒品質(zhì)變化進(jìn)而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)性和排放性能惡化。隨著排放法規(guī)和經(jīng)濟(jì)性要求的日益提高、替代燃料的迅速發(fā)展，燃燒觀測(cè)以及閉環(huán)反饋控制成為滿足未來(lái)法規(guī)的重要手段。而常用的基于缸壓傳感器的燃燒觀測(cè)和反饋控制技術(shù)，由于傳感器成本高、壽命短、對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)改動(dòng)大，實(shí)際推廣應(yīng)用受到限制。為了解決燃燒觀測(cè)的現(xiàn)實(shí)需求和目前已有技術(shù)手段之間的矛盾，本文提出了一種以面向高壓共軌柴油機(jī)控制器應(yīng)用為目的、基于聲學(xué)信

2、號(hào)的燃燒特征觀測(cè)方法。
　　針對(duì)聲學(xué)信號(hào)易受噪聲干擾，信噪比差的問(wèn)題，本文對(duì)一臺(tái)裝備自主研發(fā)ECU的中重型高壓共軌柴油機(jī)聲學(xué)信號(hào)采用小波變換手段進(jìn)行時(shí)頻聯(lián)合分析，提出采用4-6KHz和1-1.5KHz兩個(gè)信噪比高、信號(hào)強(qiáng)度大的聲學(xué)信號(hào)頻段作為燃燒觀測(cè)特征頻段。
　　通過(guò)分析高壓共軌柴油機(jī)失火循環(huán)、工作粗暴循環(huán)與正常燃燒循環(huán)聲學(xué)信號(hào)在時(shí)頻域和時(shí)域上的差異，定義了對(duì)正常燃燒模式和異常燃燒模式敏感的聲學(xué)信號(hào)特征量。采用判別分析的方

3、法，分別建立基于聲學(xué)信號(hào)特征量的失火診斷、工作粗暴診斷模型。測(cè)試結(jié)果表明，模型對(duì)失火診斷的正確辨識(shí)率達(dá)到了99％，對(duì)工作粗暴的正確辨識(shí)率超過(guò)85%。
　　在對(duì)聲學(xué)信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻聯(lián)合分析的基礎(chǔ)上，選擇合適的聲學(xué)信號(hào)燃燒觀測(cè)特征頻段定義特征量，與缸內(nèi)實(shí)際的燃燒始點(diǎn)、最大壓升率時(shí)刻進(jìn)行相關(guān)性分析。運(yùn)用多項(xiàng)式回歸建模的數(shù)學(xué)方法，分別建立了燃燒始點(diǎn)觀測(cè)模型和最大壓升率時(shí)刻觀測(cè)模型。在常用工況下，模型對(duì)燃燒始點(diǎn)、最大壓升率時(shí)刻觀測(cè)誤差約為1°C