奇石乐发动机燃烧分析仪说明书(2)

用于发动机研发的测量仪器的发展同奇石乐公司的历史紧密相连。这一切始于1944年，当时奇石乐仪器公司的两位奠基人Hans-Conrad Sonderegger先生和Walter P. Kistler先生在温特图尔的瑞士机车机械厂相识。Sonderegger先生负责研发新型风冷柴油机，而Kistler先生负责研究发动机的现代测量方法。

压电测量技术的重大突破是1950年电荷放大器的发明专利。电荷放大器将压电传感器的信号转换为可测量的电压信号。数月之后，PZ-14压电式压力传感器问世，它构成了后来许多设计的核心。

自1959年以来，奇石乐公司一直研发和生产压电式压力传感器。这些传感器甚至在最极端条件下，仍然能提供可靠的结果。目前，除石英以外，奇石乐厂内培育的新晶体已越来越多地用做传感器测量元件。

船用发动机

19511972

1950

1961

Walter P. Kistler先生拥有专利的电荷放大器第一代PZ-14型压电式压力传感器用于压力高至1500bar的高压传感器面世

第一代Polystable®

石英传感器，与地绝缘

...引导发动机测试技术发展

摩托车发动机

汽车发动机

机车发动机赛车发动机

198919932007

19922004

奇石乐研制出世界上发动机测量的第一代M5螺纹高温压力传感器第一代水冷式ThermoComp®传感器

第一代用于柴油机压力测量的测量预热塞

发动机测量技术上第一次使用PiezoSmart®传感器，用于赛车的M10测量火花塞

高精度M8非水冷压电式高温传感器

燃烧分析的基本原理

没有对气缸内燃烧过程的了解，现代内燃机的开发和优化是不可能的。缸内压力变化的测量和分析是获得优化燃烧效率、发动机输出功率、排放和发动机寿命所需数据的唯一来源。试验数据质量越高，获得的信息越有价值。

往复活塞式内燃机基本为热力发动机，它是通过燃烧把来自空气/燃油混合气的化学能量转变成机械功和热。

机械功

燃料热量

排

气

燃料的化学能量转换为机械功和热

研究工作者的目的是从转换中获得比例尽可能高的机械功，即最大限度地提高效率。作用在活塞上随时间变化的气缸压力给出最重要的信息。缸压曲线能够解释燃烧和发动机内发生的能量转换过程。因此整个循环中活塞上的全部机械功是压力与燃烧室容积变化的函数。

AG

ztueD :secruoS1876年由Nikolaus Otto记录的示功图

基于这些知识，Nikolaus Otto和RudolfDiesel绘制了同时记录燃烧室压力和活塞位置的示功图。

在德语国家和地区，“压力指示”通常指与内燃机压力曲线分析有关的所有工作。根据应用，不限于燃烧，还包括换气过程、喷油系统和点火系统等。英语中主要用“燃烧分析”这一术语。燃烧分析或发动机压力指示是发动机y

namr研发的基本工具，是实现下述目标的eG/nl关键：

öK ,REKERB●

改进燃烧效率 MAET ●

提高发动机功率NOIT●

降低排放

CUA ●

延长发动机寿命

by 6002 ©1870年Otto发动机

气缸压力分析

在大多数应用情况，燃烧分析数据是以工作冲程的上止点(TDC)或与一个指定的燃烧循环为参考显示。在压力指示中最重要的信息来源是气缸压力曲线。信号幅值和相对于TDC位置的变化都是非常重要的。

换气分析

上止点

4冲程发动机完整循环

的缸压曲线

换气分析用来评价和优化单个气缸的充气状况：充气越多，可获得的气缸输出功率越高。然而，燃油消耗和排放特性也可通过充气数据来优化。例如，发动机开发工程师用可变配气相位机构以柔性方式来影响换气，或修改进气歧管来改善进气过程等。换气分析是非常重要的工具。

在所有应用领域，当今发动机和燃烧系统已经发展到相当复杂的水平，没有压力指示测量是无法进行发动机的优化工作的。为了发动机的研究、开发和调整，压力指示测量为满足排放法规、提高发动机性能以及燃料消耗优化提供唯一的基础。

压力(bar)

进气排气

换气分析测量点示意图

曲轴转角(度)

进气歧管

、气缸和排气歧管的压力曲线。为了清晰表示压缩压力和燃烧压力，在 2bar处截图。

测量燃烧压力

在试验台上轿车柴油机的缸压指示。

柴油发动机的缸压是燃烧开发的重要参数。压力图不仅决定燃烧效率和排放，而且决定发动机零部件的机械载荷。如轿车柴油机通常装有预热塞，用一个匹配适配套可以把传感器装进燃烧室，而不需要另外加工传感器安装孔。

6056A型压力传感器安装在预热塞适配套

中

6542Q型预热塞适配套6056A型压力传感器5064B22型电荷放大器2854A型SCP

燃烧压力 [bar]

-180 -90 0 90 180 270 360 450 540

优点

测量燃烧压力无需加工另外的安装孔 燃烧压力曲线的精确测量

6056A型传感器的标准尺寸适用各种适配套 6056AS型传感器自动设置电荷放大器上的灵敏度 使用PiezoSmart传感器自动记录传感器工作时间和压力循环

气体动力学优化，固有频率高

●●●●●●

曲轴转角 [ CA]

预热塞适配套测量的燃烧压力曲线

气门近处的压力曲线

内燃机进气门处动态压力的测量。

通过进气门的压力差是评价换气和气缸充气的重要参数。动态压力波具有重要意义。测量进气道的压力变化应该尽可能接近进气门。这只能用精密微型传感器技术来实现。

4005B型传感器接近气门安

装

用于进气管的4005B型低压传感器

4665型压阻式放大器2853A型 SCP

进气压力 [bar]

优点

M5传感器可接近进气门安装 前端齐平安装避免影响气流

传感器和放大器的高固有频率保证测量信号的高带宽 自动设置放大器上的灵敏度

●●●●

曲轴转角 [ CA]

进气管内的压力曲线

试验台上的集成系统

附件

1

测量

2

连接

曲轴转角编码器燃烧压力低阻抗电缆

TDC传感器进气/排气高阻抗电缆

冷却装置喷射压力耐油电缆

扭矩

3

放大/调理

4

采集/分析

SCP

信号调理平台(SCP)上的信号调理，具有测量功能模块的集成仪器平台。

PiezoSmart允许测量链参数的自动设置，可靠性更高，自动记录传感器工作时间和压力循环。

高精度传感器组合精密信号调理可用于分析极小的压力变化。

量身定制的服务...

奇石乐公司提供广泛的应用工程服务，培训和资料从现场校准服务到客户定制传感器的

研发。另外还提供个性化客户培训课奇石乐公司通过以会议报告和论文交

流会、展览会和贸易展的形式提供各程。

种专业知识和技术交流。此外，定期

从选择合适的传感器到正确的安装，为客户举行有关测量和燃烧过程的初优点概述

●

传感器的定制

PiezoSmart®传感器识别系统的升级 工厂内和现场校准服务●

●

奇石乐公司的应用工程师会根据客户的需要，对涉及发动机压力指示测量

的所有问题提供支持和建议。目的是确保用户正确应用，获得最大效益。当然还要确保传感器在长使用寿命期间以最高精度工作。

增加PiezoSmart®

传感器识别功能的升级

传感器的模块化设计允许用户或生产厂将PiezoSmart®传感器识别系统升级。根据所需配置，只要为现有传感器增配 …… 此处隐藏：1968字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……