论动态燃烧区间计算对发动机燃烧分析的影响

邵永松

摘要：本文笔者通过对发动机燃烧压分析技术的研究，进一步考虑了动态燃烧区间计算对于发动机燃烧分析的影响，并进行了相关测试分析，以期对发动机燃烧分析精度的提升具有一定的促进作用。

关键词：动态燃烧区间计算；发动机；燃烧分析

1 引言

随着发动机技术水平的不断提升，其燃烧性能的改进对于其整体性能的优化起到日益重要的作用。先进的燃烧测量和分析技术，能够促进内燃机的设计研制与生产开发，因此成为目前完善内燃机性能的有效技术工具。从某种意义上说，燃烧测量和分析技术在一定程度上代表了内燃机的研究水平。从整体来看，欧美发达国家对燃烧测量与分析技术的研究开始较早，目前比较有代表性的先进发动机设备有奥地利AVL公司的AVL567系列产品以及日本小野测器的CB566燃烧分析仪。而国内对于相关系统的研究并不完善，与国际水平相比尚有一定的差距。

2 发动机燃烧分析

发动机燃烧分析系统，是利用现有内燃机的实测示功图进行燃烧放热规律的分析和研究，可以对发动机缸内工作过程进行示功图的信息采集和分析。通过试验可得到每一转角时刻的压力值，以转角为横坐标，压力值为纵坐标所得到的图像即为其示功图。对示功图的分析是燃烧分析与计算的基础工作，其精确度直接影响后续的燃烧分析。

通过实测的示功图，经过计算整理可以获得诸如指示功、平均指示压力、最高燃烧压力及其对应曲轴转角等物理量，从而进一步分析出发动机缸内的动态燃烧过程。因此可以说，发动机燃烧分析系统的开发，对于发动机研究工作具有重要意义。

具体说，发动机的燃烧分析可为研究者提供内燃机燃烧过程的气缸内温度、压力水平以及多变指数、瞬时放热、累计放热率、瞬时燃烧量、累计燃烧量、放热系数、缸壁传热量、有效放热率、燃烧百分比、压力升高比以及由瞬时效率曲线和多变指数曲线得到的等容度等参数。研究者利用瞬时热效率曲线可计算出确定瞬时热效率曲线重心位置，为后期研究燃烧过程提供直观、可靠、准确的燃烧过程瞬态参数。

3 动态燃烧区间计算对发动机燃烧分析的影响

动态的燃烧区间，即发动机从点火到燃烧结束的时间，其不仅对燃烧效率的作用至关重要，而且还会对热发生量等燃烧性能指标产生巨大影响。燃料的完全燃烧不但能够提高发动机运转效率，还能够减少废气的产生，提高环保效果。通过燃烧区间的分析，可以控制点火角度，以达到更理想的燃烧状态。

动态燃烧区间的计算，在ECU控制发动机的控制策略上起到关键作用。试验证明，精确的计算燃烧区间可提高8%的燃烧效率，降低5%左右的碳排放（CO等）。以1000万辆车，每辆车每年行驶20万公里计算，以一氧化碳（CO）降低5%为例，全年可减少约20万吨的一氧化碳（CO）。

现在国际上所有的分析技术中，燃烧区间基本都是固定的，这样导致每次计算的时候，计算使用的燃烧区间和实际发生的燃烧区间并不相符，导致最终的分析结果出现误差，不能准确地得到发动机的实际性能。

4 本项目研究进展

本项目利用用logP-logV双对数法对发动机进行实时性的燃烧区间分析计算，通过各类接触式传感器采集实验数据，并根据采集到的数据，计算得到每次燃烧的实际燃烧区间以运用于实际计算，指压线图（logP-logV）如图1所示，从而使得计算和分析结果反映了实际情况，使得对发动机的性能评估更加精确。

5 结论

本系统的研究开发是建立在国内市场、技术需求的基础之上，通过创新化研究以及实机测试考核，保障了稳定性能以及可靠性，同时充分考虑动态燃烧区间计算对发动机燃烧分析的影响，具有操作便捷、精度高、适用性强等优势，可广泛应用并适用于发动机行业做缸内燃烧过程的分析。