爆震,是燃气预混合燃烧型发动机*的工作状态,也是限制汽油机提高其各项性能的难点之一,主要表现在燃气预混合燃烧发动机的压缩比不能过大,导致压缩效率降低。开展发动机爆震试验,对其在各运行工况下的缸内压力、振动等信号进行研究,确定爆震发生的时刻及强度,异或未发生爆震工况的爆震安全裕度,从而保证发动机的安全运行。
爆震,是燃气预混合燃烧型发动机*的工作状态,也是限制汽油机提高其各项性能的难点之一,主要表现在燃气预混合燃烧发动机的压缩比不能过大,导致压缩效率降低。爆震产生时,发动机缸内压力在紊乱震荡中急剧上升,会激发出频率高、幅度大的压力波甚至是冲击波,从而冲击发动机零部件,产生各种机体噪声;发动机也会剧烈振动,破坏传热流体热边界层,使得散热损失加大,冷却水温度显著提高,气缸盖等零部件温度超标等,同时排气管温度会下降;爆震强度处于爆震阀值边缘时可以提高发动机热效率,但发动机爆震强度过大时,其功率会迅速下降,甚至是毁坏发动机 [1] 。

开展发动机爆震试验,对其在各运行工况下的缸内压力、振动等信号进行研究,确定爆震发生的时刻及强度,异或未发生爆震工况的爆震安全裕度,从而保证发动机的安全运行。此外还可以依据实验结果,分析燃烧情况、优化发动机运行参数,减小爆震安全裕度,使发动机高效运行。航空发动机出厂前要进行爆震试验,以确定机型各工况燃烧运行状况,通过适航要求,确保发动机空中运行安全。
(1)在发动机进气口前安装进气定温加热装置,用于控制进气温度,达到美国咨询通报 AC33.47-1 中的标准。
(2)在发动机起动齿轮盘处安装上止点信号传感器。
(3)根据缸压测量顺序将压力传感器安装在气缸头安装座上。
(4)数据采集软件、数据采集卡、电荷放大器等仪器设备安装与调试。
发动机暖机过程中开启进气定温加热装置,设定目标温度为 39.8℃;系统稳定后,发动机进气温度将控制在 39.4℃~40.5℃之间,保证进气温度不低于爆震试验标准温度 39.4℃(美国咨询通报标准 AC33.47-1 中的标准),以模拟标准热天时的进气温度。
增压直喷汽油机的压缩比一般小于10,而在实际产品开发中,通过传统的推迟点火角、加浓混合气、EGR等措施抗爆震似乎已经达到了极限。且增压汽油机除了常规爆震外,在低速高负荷区域还容易出现超级爆震(pre-ignition)现象,采用常规抗爆震措施很难抑制 [2] 。

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