柴油機點狀取樣系統(tǒng)的研制與開發(fā).pdf

1、隨著我國汽車保有量的不斷增長,汽車發(fā)動機排氣污染物已對大氣環(huán)境和人類健康產(chǎn)生了嚴重的危害,因此,研究內(nèi)燃機有害物的生成機理及控制技術具有重要的現(xiàn)實意義.為現(xiàn)代柴油機排氣污染物的生成及演化機理的研究提供科研手段,作者開發(fā)了可在柴油機任意曲軸轉(zhuǎn)角、選定的燃燒空間位置,獲取燃燒室內(nèi)少量燃燒過程產(chǎn)物的點狀快速取樣系統(tǒng).圍繞此系統(tǒng)的設計和開發(fā),本文開展了如下具體研究工作: 1、開發(fā)了以中斷控制技術為核心,基于微機硬件和軟件資源的電控系統(tǒng).

2、該系統(tǒng)對定時卡和采集卡進行底層驅(qū)動,具有很高的控制精度.通過軟件的實時處理和控制信號的邏輯生成,實現(xiàn)了對取樣調(diào)節(jié)參數(shù)的獨立靈活控制.驅(qū)動電路采用具有高速開關特性和高可靠性的N溝道增強型功率器件,可以滿足執(zhí)行機構可靠控制要求. 2、設計并加工了對缸內(nèi)燃燒過程擾動很小的針閥式(內(nèi)開式)取樣閥.選擇具有良好化學穩(wěn)定性的耐熱鋼4Cr9Si2,制造與燃燒室內(nèi)高溫工質(zhì)接觸的零部件,確保了取樣閥的耐久性工作要求.此外,針閥偶件和連接桿偶件的配

3、合面經(jīng)過精磨后再相互研磨,保證了配合精度.采用氮氣稀釋機構保護樣氣,及時淬滅樣氣以抑制其化學反應. 開發(fā)的點取樣系統(tǒng)最大針閥升程為0.5mm、取樣持續(xù)期為1ms,設計計算結(jié)果表明,取樣閥每次抽取缸內(nèi)條件下的樣氣容積僅和缸內(nèi)溫度有關.缸內(nèi)溫度為1500K、1800K、2100K時,取樣閥每次開啟可以從燃燒室中抽取約0.59cm<'3>、0.65cm<'3>、0.7cm<'3>(缸內(nèi)條件)的樣氣. 3、搭建了柴油機點狀取樣試