[发明专利]一种气体发动机爆震测试系统及方法

权利要求书

1.一种气体发动机爆震测试系统，其特征是：包括缸内压力采集单元、发动机机体振动加速度采集单元、发动机噪声信号采集单元和信号处理分析系统，其中，所述缸内压力采集单元采集气体发动机不同工况的缸内压力信号，发动机机体振动加速度采集单元采集气体发动机的机体振动加速度信号，发动机噪声信号采集单元采集气体发动机的噪音信号，信号处理分析系统根据压力、振动加速度和噪音信号，提取缸内示功图的爆震燃烧压力峰值的数值、振动加速度大小、发动机燃烧噪声频谱特性，确定燃烧噪声频谱特性与噪声强度的相关性，和缸内爆震燃烧压力峰值及机体振动加速度数值大小的相关性。

2.如权利要求1所述的一种气体发动机爆震测试系统，其特征是：所述缸内压力采集单元，包括缸内压力传感器、角标仪和燃烧分析仪，其中所述缸内压力传感器设置于气体发动机上，采集气缸内的压力信号，将其传输给燃烧分析仪，所述角标仪采集角标信号，根据角标的脉冲纪录缸内的压力信号。

3.如权利要求1所述的一种气体发动机爆震测试系统，其特征是：所述发动机噪声信号采集单元，包括振动噪声测试仪、声强探头，所述声强探头检测发动机噪声，并传输给振动噪声测试仪。

4.如权利要求1所述的一种气体发动机爆震测试系统，其特征是：所述发动机机体振动加速度采集单元，包括加速度传感器和转速传感器，所述加速度传感器采集发动机机体振动加速度，并传输给振动噪声测试仪，所述转速传感器测试发动机的转速，振动噪声测试仪和转速传感器均连接信号处理分析系统。

5.如权利要求1所述的一种气体发动机爆震测试系统，其特征是：还包括工况调节机构，所述工况调节机构包括测功机、电子节气门、发动机电控系统和天然气喷射模块，所述发动机电控系统控制天然气喷射模块改变天然气喷射阀的天然气喷射量，实现不同工况天然气浓度的调整，发动机电控系统通过点火模块控制发动机点火提前角的调整，发动机电控系统通过测功机负荷的变化及电子节气门的调整实现发动机工况点的改变。

6.一种基于如权利要求1-5中任一项所述的系统的工作方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)发动机稳定工作在某一工况点，同步采集这一工况点的缸内压力信号、发动机机体振动加速度和发动机的噪声信号；

(2)逐步调整发动机的点火提前角或混合气浓度，采集这一工况点的一系列缸内压力信号、发动机机体振动加速度和发动机的噪声信号数据；

(3)确定下一个工况点，重复步骤(1)-(2)；

(4)对缸内压力信号进行滤波提取每一循环缸内压力爆震燃烧压力的峰值，并统计峰值的大小和分布比例，同时对采集到发动机每一工作循环机体振动加速度的大小和分布比例进行统计，分析发动机噪声信号的频谱特性和噪声强度。

7.如权利要求6所述的工作方法，其特征是：所述步骤(4)中，建立各工况燃烧噪声频谱特性和噪声强度与缸内爆震燃烧压力峰值及机体振动加速度数值大小的对应关系，确定不同爆震燃烧压力数值及机体振动加速度数值大小与爆震强度的对应关系，以此建立爆震判断的标准。

8.如权利要求6所述的工作方法，其特征是：在发动机实验室台架试验或整车道路试验中用爆震燃烧压力数值或机体振动加速度数值作为独立判断爆震的依据。