活塞式发动机回火检测装置及回火试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及活塞式发动机回火检测装置及试验方法，属于内燃机测试技术领域。所述回火检测装置包括传感器、回火信号检测仪、模数转换模块和数据存储及显示模块。传感器安装于被测发动机进气管的进气门处，传感器与回火信号检测仪相连接；经回火信号检测仪处理后的信号连接到模数转换模块，模数转换模块的输出与数据存储及显示模块相连。本发明专利技术同时公开了一种活塞式发动机回火趋势判断试验方法和人工诱导回火方式下回火试验方法，可用于航空活塞式发动机适航认证标准中要求的回火试验。本发明专利技术采用特征工况下的回火试验来诊断和排除活塞式发动机回火故障以提高发动机运行的可靠性具有重要应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及活塞式发动机回火检测装置及试验方法，属于内燃机测试

技术介绍
活塞式汽油发动机依靠汽油、空气混合气在气缸内燃烧作功产生动力。当气缸内混合气过稀时，气缸内燃烧速度变慢，排气进程将近结束时，燃烧过程仍未结束，在进气门和排气门的叠开区，尚未结束的燃烧火焰有可能从进气门窜入进气管，点燃混合气，造成进气管回火，严重时伴有“砰砰”的异常声响。此外，点火时间过迟、发动机各缸点火次序错乱、气门关闭不严等原因皆能 引起活塞式发动机的回火。活塞式发动机的回火会增大发动机的进气阻力，使充气效率降低，导致发动机启动困难、功率下降、运转不稳、油耗上升，严重的可引燃燃油，造成发动机着火。回火现象的准确检测对于诊断和排除活塞式发动机回火故障具有重要的意义。特别的，航空活塞式发动机要取得适航型号合格证才能装配相应的民用飞机，回火试验是航空活塞式发动机适航认证标准中一项重要的试验内容。通过回火试验验证航空活塞式发动机是否存在回火趋势以及回火对发动机可靠性的影响。航空发动机发生回火现象时，其燃烧火焰从燃烧室向进气管返回，发动机进气管压力和温度瞬时升高，产生发光、发热现象，有时会伴有声音，可通过对这些现象的检测来判断发动机是否发生了回火。温度传感器响应存在时间滞后，难以在回火瞬间检测到温度的变化，采用声音传感器又容易受到发动机噪声的干扰。经国内外文献检索，尚未发现有关活塞式发动机回火检测装置和试验方法研究的公开文献发表。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决活塞式发动机回火现象的检测问题，提供一种活塞式发动机回火检测装置及试验方法，本专利技术的检测装置可应用于对活塞式发动机回火现象的检测，其检测方法适用于发动机回火趋势确定和人工诱导回火方式下发动机的回火试验。一种活塞式发动机回火检测装置，包括传感器、回火信号检测仪、模数(A/D)转换模块和数据存储及显示模块。传感器安装于被测发动机进气管的进气门处，传感器与回火信号检测仪相连接；经回火信号检测仪处理后的信号连接到A/D转换模块，A/D转换模块的输出与数据存储及显示模块相连。所述传感器采用动态压力传感器或光电传感器，用来测量回火发生时进气管压力的变化或发光现象。传感器安装在距发动机进气门一定距离处，同时，与水平方向倾斜一定角度，以使得传感器能够较灵敏地探测到发动机进气门处发生的回火现象。所述的回火信号检测仪包括信号滤波单元、信号阈值设定单元、比较器、信号放大单元、LED显示模块和数码计数器模块。其中，信号滤波单元的输入连接传感器，输出分别连接至比较器和模数转换模块；信号阈值设定单元的输出连接至比较器，比较器输出至信号放大单元；信号放大单元的输出分别连接至LED显示和数码计数器。回火信号检测仪对传感器信号进行实时放大滤波后，与设定的阈值信号相比较，确定是否发生了回火；如发生回火，LED显示模块则驱动安装于回火信号检测仪面板上的LED灯闪烁，同时，数码计数器模块记录回火次数。本专利技术的回火信号检测仪包括多个通道，可实现对活塞发动机各缸回火信号的同时检测。 所述的A/D转换模块将信号滤波单元输出的模拟信号转换为数字信号。所述的数据存储及显示模块对A/D转换模块输出的回火数据进行实时记录、存储并显示，以便于试验后对试验结果进行分析。一种活塞式发动机回火试验方法，具体包括如下步骤步骤1，发动的冷起动工况，发动机正常起动多次，通过回火信号检测仪检测发动机回火现象，并记录回火检测信号；步骤2，调节发动机至起飞状态进行运转，调节混合比杆，减小供油量至发动机不能稳定工作的临界点；保持混合比杆的位置不变，调整油门杆至慢车转速，根据发动机性能进行多次加减速，通过回火信号检测仪检测发动机回火现象，并记录回火检测信号；步骤3，调节发动机至最大连续状态进行运转，调节混合比杆，减小供油量至发动机不能稳定工作的临界点，通过回火信号检测仪检测发动机回火现象，并记录回火检测信号;步骤4，调节发动机至某几个特征工况进行运转，调节混合比杆，减小供油量至发动机不能稳定工作的临界点，通过回火信号检测仪检测发动机回火现象，并记录回火检测信号;步骤5，在热机状态下，发动机正常起动多次，通过回火信号检测仪检测发动机回火现象，并记录回火检测信号；步骤6，调节发动机至发动机掉转检查工作状态，通过回火信号检测仪检测发动机回火现象，并记录回火检测信号；步骤7，对步骤I-步骤6得到的回火检测信号结果进行分析，判断发动机是否存在回火倾向，并进行回火测试试验。如果发动机没有任何回火倾向，则人工诱导产生3次以上回火；若判断发动机有回火倾向，则人工诱导产生20次以上的回火。试验过程中，通过回火信号检测仪检测发动机回火现象，并记录回火检测信号。回火测试试验的具体方法为调整发动机点火提前角至正常工作状态-1° ±0.5°，混合比杆处于最富油位置，调节油门杆使发动机至最大连续状态，缓慢向贫油方向调整混合比杆，使发动机产生回火；若仍不能使发动机发生回火，则继续调整点火提前角-1° ±0.5°直至发动机发生回火。步骤8，对步骤7记录的回火检测信号进行分析，并结合发动机性能试验和拆解检查对发动机的可靠性进行评估，得到回火对发动机的影响。有益效果本专利技术同时公开了一种活塞式发动机回火趋势判断试验方法和人工诱导回火方式下回火试验方法，可用于航空活塞式发动机试航认证标准中要求的回火试验。本专利技术采用多次和多种工况下的试验，对于诊断和排除活塞式发动机回火故障以提高发动机运行的可靠性具有重要应用价值。本专利技术的检测装置和试验方法对回火趋势的判定和回火试验方法具有重要的指导意义和参考价值附图说明图I为具体实施方式中用于回火检测的光电传感器；图2(a)为具体实施方式中用于传感器信号检测的6通道回火信号检测仪；图2(b)为回火信号检测仪后面板；图3为本专利技术的回火信号检测仪检测电路原理框图；图4为本专利技术的回火试验硬件安装实施的原理图；图5为具体实施方式中光电传感器安装图；图6为具体实施方式中回火试验方法的简易流程图。标号说明I-光电传感器，2-感光元件，3-连接电缆，4-清零键，5-LED显示灯，6_数码计数器，7-回火信号检测仪，8-电源开关，9-电源插头，10-信号输出端子，11-信号输入端子，12-6缸活塞式发动机，13-发动机进气管，14-A/D转换模块，15-计算机，16-发动机进气门。具体实施例方式为了更好的说明本专利技术的目的和优点，下面结合附图和一个航空活塞式发动机回火试验来具体说明本专利技术的实施方式。I.回火信号检测原理本实施例的活塞式发动机回火检测装置，包括传感器、回火信号检测仪2、A/D转换模块14和数据存储及显示模块；其中传感器采用光电传感器1，数据存储及显示模块采用计算机15结合其中的采集软件实现；回火信号检测仪2为6通道回火信号检测仪，如图2所示，前面板装有清零键4，LED显示灯5，数码计数器6，后面板装有电源开关8，电源插头9，信号输出端子10,信号输入端子11。回火信号检测仪7的内部检测电路如图3所示，包括信号滤波单元、信号阈值设定单元、比较器、信号放大单元、LED显示模块和数码计数器模块。为减小外界干扰的影响，光电传感器I输出的电压信号首先通过一个低通信号滤波单元。在发动机正常工作状态下，由于外界干扰的存在，光电传感器I信号输出电压会有小幅波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，贺俊，魏名山，张进，马朝臣，刘小著，曲荀之，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：