高壓共軌柴油機基于聲學信號的燃燒特征觀測方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)的燃燒開環(huán)控制難以觀測到油品、運行環(huán)境、系統(tǒng)老化引起的燃燒品質(zhì)變化進而導致的經(jīng)濟性和排放性能惡化。隨著排放法規(guī)和經(jīng)濟性要求的日益提高、替代燃料的迅速發(fā)展，燃燒觀測以及閉環(huán)反饋控制成為滿足未來法規(guī)的重要手段。而常用的基于缸壓傳感器的燃燒觀測和反饋控制技術(shù)，由于傳感器成本高、壽命短、對發(fā)動機改動大，實際推廣應用受到限制。為了解決燃燒觀測的現(xiàn)實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控制器應用為目的、基于聲學信

2、號的燃燒特征觀測方法。
　　針對聲學信號易受噪聲干擾，信噪比差的問題，本文對一臺裝備自主研發(fā)ECU的中重型高壓共軌柴油機聲學信號采用小波變換手段進行時頻聯(lián)合分析，提出采用4-6KHz和1-1.5KHz兩個信噪比高、信號強度大的聲學信號頻段作為燃燒觀測特征頻段。
　　通過分析高壓共軌柴油機失火循環(huán)、工作粗暴循環(huán)與正常燃燒循環(huán)聲學信號在時頻域和時域上的差異，定義了對正常燃燒模式和異常燃燒模式敏感的聲學信號特征量。采用判別分析的方

3、法，分別建立基于聲學信號特征量的失火診斷、工作粗暴診斷模型。測試結(jié)果表明，模型對失火診斷的正確辨識率達到了99％，對工作粗暴的正確辨識率超過85%。
　　在對聲學信號進行時頻聯(lián)合分析的基礎上，選擇合適的聲學信號燃燒觀測特征頻段定義特征量，與缸內(nèi)實際的燃燒始點、最大壓升率時刻進行相關(guān)性分析。運用多項式回歸建模的數(shù)學方法，分別建立了燃燒始點觀測模型和最大壓升率時刻觀測模型。在常用工況下，模型對燃燒始點、最大壓升率時刻觀測誤差約為1°C