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五种方法分析异常燃烧现象五种方法分析异常燃烧现象
2018-02-27 15:03:32·
2017年10月25日，香港汽油发动机的燃烧过程极为复杂，单纯的缸压分析并不足以解释所有的燃烧现象。如何能便捷有效地判断燃烧现象，是每个工程师都想问的问题。最近的研究报告指出，可通过多种燃烧分析测试技术，结合各项数据进行分析，从而更深入了解异常现象的产生和发展过程。1. 利用传统的缸压分析方法了解燃烧的基本情
2017年10月25日，香港–汽油发动机的燃烧过程极为复杂，单纯的缸压分析并不足以解释所有的燃烧现象。如何能便捷有效地判断燃烧现象，是每个工程师都想问的问题。最近的研究报告指出，可通过多种燃烧分析测试技术，结合各项数据进行分析，从而更深入了解异常现象的产生和发展过程。
1. 利用传统的缸压分析方法了解燃烧的基本情况
使用压力传感器测量发动机缸内压力，对于正常燃烧现象的分析是比较有效的方法。由于在异常燃烧现象 —— 如爆震发生时，传感器的安装位置对测量结果有很大的影响，缸压信号并不一定能够准确地判断出异常燃烧现象的发生，需要通过其他手段确定异常燃烧的起因。
2. 利用离子电流检测确定是否发生早燃现象
在发动机燃烧时，火花塞电极间产生离子电流。通过测量离子电流，可实时检测在点火之前是否产生电流，从而准确判断是否发生早燃。如下图所示，可看到在点火信号之前3°CA产生了离子电流（早燃），而在缸压信号中并无明显的早燃产生表征。
3. 利用光纤火花塞确定早燃和爆震的产生位置
在火花塞中加入光纤，可以采集燃烧火焰辐射的光信号。下图为集成了12根光纤的火花塞所显示的光电信号。根据不同位置的光纤信号的变化先后顺序，可确定早燃和爆震的产生位置。
4. 使用碳烟指数来分析碳烟现象
将产生碳烟时的燃烧火焰信号与没有产生碳烟时的信号进行比较，计算得到碳烟指数Soot Reference Number (SRN)。碳烟指数的大小表征了燃烧状况及产生碳烟的程度。另外，根据燃烧室内不同位置的碳烟指数，可以判断碳烟产生的位置。
5. 使用近红外技术定位早燃位置
利用近红外相机测量缸室内零部件（如活塞、气门和缸盖）的热辐射，实时测量发动机部件在燃烧运行工况下的缸内温度。利用其生成的全景温度分布图和温度发展曲线，可检测如因表面点火引起的如局部早燃等不规则燃烧现象，并预判发动机局部在不堪热负荷和热应力下受损的风险。
本文摘自李志峰先生（Sonus Technologies声运技术）与 Dr. Wytrykus（德国SMETEC公司）2017年10月25日于上海举行的《中国汽车工程学会年会 暨 第19届亚太汽车工程年会》所发表的专题报告。
关于SMETEC
SMETEC由德国亚琛工大出身的Dr.-Ing Frank Wytrykus创立。公司专注于燃烧分析的测试产品开发超过20年，并提供一系列如燃烧成像系统、光纤测量系统、离子电流测量系统等先进产品。多种测试手法可让工程师达到不同的测试目的，并更全面地掌握燃烧过程中的种种信息。
关于声运技术 Sonus Technologies
一家领先的汽车测试技术解决方案供应商，也是中国最早拥有NVH试验室的独立工程服务公司，一直致力于为客户提供高品质的产品和服务，包括机械性能改进和测试服务、试验室、测试与检测的新一代设备及工具。
作为德国SMETEC公司中国总代理，Sonus为大中华区域内的客户提供燃烧分析的产品和服务，于2017中国汽车工程学会年会 暨 第19届亚太汽车工程年会（2017年10月24-26日 上海汽车会展中心）发表论文：
《点燃式发动机异常燃烧现象的光学分析》
日期：2017年10月25日
地点：上海汽车会展中心 CT1先进汽油机技术分会场
李志峰，Sonus Technologies
1. 利用传统的缸压分析方法了解燃烧的基本情况
使用压力传感器测量发动机缸内压力，对于正常燃烧现象的分析是比较有效的方法。由于在异常燃烧现象 —— 如爆震发生时，传感器的安装位置对测量结果有很大的影响，缸压信号并不一定能够准确地判断出异常燃烧现象的发生，需要通过其他手段确定异常燃烧的起因。
2. 利用离子电流检测确定是否发生早燃现象
在发动机燃烧时，火花塞电极间产生离子电流。通过测量离子电流，可实时检测在点火之前是否产生电流，从而准确判断是否发生早燃。如下图所示，可看到在点火信号之前3°CA产生了离子电流（早燃），而在缸压信号中并无明显的早燃产生表征。
3. 利用光纤火花塞确定早燃和爆震的产生位置
在火花塞中加入光纤，可以采集燃烧火焰辐射的光信号。下图为集成了12根光纤的火花塞所显示的光电信号。根据不同位置的光纤信号的变化先后顺序，可确定早燃和爆震的产生位置。
4. 使用碳烟指数来分析碳烟现象
将产生碳烟时的燃烧火焰信号与没有产生碳烟时的信号进行比较，计算得到碳烟指数Soot Reference Number (SRN)。碳烟指数的大小表征了燃烧状况及产生碳烟的程度。另外，根据燃烧室内不同位置的碳烟指数，可以判断碳烟产生的位置。
5. 使用近红外技术定位早燃位置
利用近红外相机测量缸室内零部件（如活塞、气门和缸盖）的热辐射，实时测量发动机部件在燃烧运行工况下的缸内温度。利用其生成的全景温度分布图和温度发展曲线，可检测如因表面点火引起的如局部早燃等不规则燃烧现象，并预判发动机局部在不堪热负荷和热应力下受损的风险。
本文摘自李志峰先生（Sonus Technologies声运技术）与 Dr. Wytrykus（德国SMETEC公司）2017年10月25日于上海举行的《中国汽车工程学会年会 暨 第19届亚太汽车工程年会》所发表的专题报告。
关于SMETEC
SMETEC由德国亚琛工大出身的Dr.-Ing Frank Wytrykus创立。公司专注于燃烧分析的测试产品开发超过20年，并提供一系列如燃烧成像系统、光纤测量系统、离子电流测量系统等先进产品。多种测试手法可让工程师达到不同的测试目的，并更全面地掌握燃烧过程中的种种信息。
关于声运技术 Sonus Technologies
一家领先的汽车测试技术解决方案供应商，也是中国最早拥有NVH试验室的独立工程服务公司，一直致力于为客户提供高品质的产品和服务，包括机械性能改进和测试服务、试验室、测试与检测的新一代设备及工具。
作为德国SMETEC公司中国总代理，Sonus为大中华区域内的客户提供燃烧分析的产品和服务，于2017中国汽车工程学会年会 暨 第19届亚太汽车工程年会（2017年10月24-26日 上海汽车会展中心）发表论文：
《点燃式发动机异常燃烧现象的光学分析》
日期：2017年10月25日
地点：上海汽车会展中心 CT1先进汽油机技术分会场
李志峰，Sonus Technologies
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