論動態燃燒區間計算對發動機燃燒分析的影響

邵永松

摘要：本文筆者通過對發動機燃燒壓分析技術的研究，進一步考慮了動態燃燒區間計算對于發動機燃燒分析的影響，并進行了相關測試分析，以期對發動機燃燒分析精度的提升具有一定的促進作用。

關鍵詞：動態燃燒區間計算；發動機；燃燒分析

1 引言

隨著發動機技術水平的不斷提升，其燃燒性能的改進對于其整體性能的優化起到日益重要的作用。先進的燃燒測量和分析技術，能夠促進內燃機的設計研制與生產開發，因此成為目前完善內燃機性能的有效技術工具。從某種意義上說，燃燒測量和分析技術在一定程度上代表了內燃機的研究水平。從整體來看，歐美發達國家對燃燒測量與分析技術的研究開始較早，目前比較有代表性的先進發動機設備有奧地利AVL公司的AVL567系列產品以及日本小野測器的CB566燃燒分析儀。而國內對于相關系統的研究并不完善，與國際水平相比尚有一定的差距。

2 發動機燃燒分析

發動機燃燒分析系統，是利用現有內燃機的實測示功圖進行燃燒放熱規律的分析和研究，可以對發動機缸內工作過程進行示功圖的信息采集和分析。通過試驗可得到每一轉角時刻的壓力值，以轉角為橫坐標，壓力值為縱坐標所得到的圖像即為其示功圖。對示功圖的分析是燃燒分析與計算的基礎工作，其精確度直接影響后續的燃燒分析。

通過實測的示功圖，經過計算整理可以獲得諸如指示功、平均指示壓力、最高燃燒壓力及其對應曲軸轉角等物理量，從而進一步分析出發動機缸內的動態燃燒過程。因此可以說，發動機燃燒分析系統的開發，對于發動機研究工作具有重要意義。

具體說，發動機的燃燒分析可為研究者提供內燃機燃燒過程的氣缸內溫度、壓力水平以及多變指數、瞬時放熱、累計放熱率、瞬時燃燒量、累計燃燒量、放熱系數、缸壁傳熱量、有效放熱率、燃燒百分比、壓力升高比以及由瞬時效率曲線和多變指數曲線得到的等容度等參數。研究者利用瞬時熱效率曲線可計算出確定瞬時熱效率曲線重心位置，為后期研究燃燒過程提供直觀、可靠、準確的燃燒過程瞬態參數。

3 動態燃燒區間計算對發動機燃燒分析的影響

動態的燃燒區間，即發動機從點火到燃燒結束的時間，其不僅對燃燒效率的作用至關重要，而且還會對熱發生量等燃燒性能指標產生巨大影響。燃料的完全燃燒不但能夠提高發動機運轉效率，還能夠減少廢氣的產生，提高環保效果。通過燃燒區間的分析，可以控制點火角度，以達到更理想的燃燒狀態。

動態燃燒區間的計算，在ECU控制發動機的控制策略上起到關鍵作用。試驗證明，精確的計算燃燒區間可提高8%的燃燒效率，降低5%左右的碳排放（CO等）。以1000萬輛車，每輛車每年行駛20萬公里計算，以一氧化碳（CO）降低5%為例，全年可減少約20萬噸的一氧化碳（CO）。

現在國際上所有的分析技術中，燃燒區間基本都是固定的，這樣導致每次計算的時候，計算使用的燃燒區間和實際發生的燃燒區間并不相符，導致最終的分析結果出現誤差，不能準確地得到發動機的實際性能。

4 本項目研究進展

本項目利用用logP-logV雙對數法對發動機進行實時性的燃燒區間分析計算，通過各類接觸式傳感器采集實驗數據，并根據采集到的數據，計算得到每次燃燒的實際燃燒區間以運用于實際計算，指壓線圖（logP-logV）如圖1所示，從而使得計算和分析結果反映了實際情況，使得對發動機的性能評估更加精確。

5 結論

本系統的研究開發是建立在國內市場、技術需求的基礎之上，通過創新化研究以及實機測試考核，保障了穩定性能以及可靠性，同時充分考慮動態燃燒區間計算對發動機燃燒分析的影響，具有操作便捷、精度高、適用性強等優勢，可廣泛應用并適用于發動機行業做缸內燃燒過程的分析。