原创《内燃机数据采集系统与趋势》：本文关于数据采集系统论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
摘 要：构建完善的内燃机实时运行参数采集系统,是实现内燃机参数采集、传输、分析的重要前提.随着智能设备的发展,使内燃机参数采集系统延伸到每个相关厂家和研发公司,因此智能化、自动化的内燃机参数采集系统得到了高速的推广、发展.文章分别从内燃机参数采集系统的发展概况、系统的应用现状及未来的发展趋势等方面介绍论述了内燃机参数采集系统在内燃机发展过程中的重要意义和作用.
关键词：内燃机参数；采集系统；智能设备；应用现状；发展趋势
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.098
0 引言
随着全球可利用能源的消耗以每年1%左右的速度持续增长,导致的环境问题日益突出,同时排放法规也日趋严格.在内燃机方面,我国内燃机的能源消耗量占国内石油消耗总量的2/3以上[1],如何减少对能源资源的消耗,降低对环境的破坏是人们最为关心的.进行内燃机台架性能试验,对内燃机运行参数进行实时监控与分析,是对内燃机的动力性、经济性、环保性进行有效分析,对内燃机进行升级改造的必要手段.随着新技术的不断涌现与发展,对内燃机数据的采集从最初的人工采集发展到现在的信息化、自动化、智能化,从原来较为单一的数据采集、统计功能,进化升级得到了实时精确的内燃机性能数据采集系统,为内燃机的性能指标分析提供了进行数据分析和挖掘的平台.
1 内燃机参数采集系统的发展历程
内燃机数据采集及分析系统设备是在内燃机台架试验中专门用于内燃机的性能测试、技术研究及设计的专用设备.国外对内燃机数据采集及分析系统的研究开发起步较早,从1876年奥托测录绘制得到的第一张内燃机示功图至今[2],国外已经开发出了很多成熟的内燃机数据采集及分析系统.上世纪80年代,我国从日本的小野公司以及奥地利的L公司购买引进了一些内燃机数据采集??系统和燃烧分析设备,这些装置促进了我国对内燃机的燃烧分析与采集系统的研发.虽然国外采集系统及燃烧分析系统的技术研究比较成熟,功能强大,但其过于昂贵,对我国技术保密,一旦发生故障,维修困难.因而开发国产的内燃机数据采集与燃烧分析系统是非常必要和迫切的,80年代国内广大的内燃机试验和研发工作者们在消化吸收国外先进的采集系统技术的基础上,努力奋斗,自主创新,加快了国内采集系统的研究与开发,开发出了一些属于我们自己的内燃机数据采集及分析系统.
内燃机数据采集系统在内燃机研发和生产企业中应用十分广泛.传统的内燃机数据采集系统主要依靠人工,使用大量的各类一次仪表、二次仪表进行实时测量,同时需要手工记录每个仪表的测试数据,需要用人工手动的方式控制参数的变化,直到最后曲线的绘制、表格的填写,均以手工方式来完成.导致采集到的数据同步性较差,降低了测试效率与精度,随后的试验数据的处理及存储的工作量大、效率也低.
20世纪50年代计算机的出现及发展,使其在内燃机的数据采集方面得到了应用,促使内燃机的从试验台架采集数据信息,由传统的手工方式转变为了以计算机为主的数据采集系统,同时对采集数据实现了简单处理,降低了人工对繁琐数据的处理及劳动强度、减少了试验数据的误差[3].但鉴于当时技术的不成熟,存在着采集系统维护难度大,采集到的数据丢包率较高,数据准确度低,成本高、功耗大等缺点.
随着智能化仪器的进步,微电子技术、计算机技术的不断完善与成熟,原来的内燃机数据采集系统已经发生了很大改变.由软件系统和采集仪器、显示仪表相互结合,发展形成了现在的内燃机数据采集系统,拥有良好的性能,比最初的以计算机、检测器构成的内燃机数据采集系统更准确好用.降低了系统的功耗与成本,增强了系统功能,数据的处理能力得到大幅提高,发展得到了综合测试性质的数据采集系统,使内燃机的性能测试、数据采集得到了快速发展.
2 国外发展现状
当前,国外已经发展形成了很多著名品牌,形成了一条成熟完整的产业链.国外目前成熟的内燃机数据采集产品主要有,如表1所示[4].这些内燃机数据采集系统及设备大多基于计算机系统,快捷高效,准确方便.
针对国外各种内燃机数据采集产品以下分三个方面进行介绍：
2.1 使用功能方面
国外的内燃机数据采集设备主要用于对内燃机性能进行测试和对燃烧特性进行分析,因而也被称为燃烧分析仪.通常其燃烧分析系统以强大的数据采集模块作为硬件基础,并基于WINDOWS组合成简捷的用户界面,系统可以同时计算、显示并记录每个气缸的大量燃烧数据,其专业性强,适合进行科学研究.但其功能较为单一,为全英文界面,软件功能模块的拓展功能较少,不能对其已固化的功能进行改变,为加入自己的软件增加了困难,二次开发的能力差,且由于其昂贵,所以国内大部分内燃机研究所和相关院校都难以承担.造成了国内相关单位从国外购买的内燃机数据采集产品在使用过程中数据的测量和分析都只能在原始的设备中运行与调用,不能被调出到其他设备进行使用.
2.2 性能指标方面
国外内燃机数据采集产品的各性能指标也在不断提升,如奥地利L公司将A/D采样频率从250KHz提高到了2MHz,曲轴转角的采样分辨率从1deg.CA增加到0.025deg.CA.从单通道采样发展到8,16或32或更多通道的采样,通道数量可以根据需要任意扩展增加.数据的存储容量也不断增大.通过外部硬件电路提供的实时信号,并同时采用PWM技術对外部模拟信号的快速脉冲调制,实现了将内燃机转速的变化而输出轴的角位移,角速度等机械量的相应变化信号转换为电脉冲信号并以数字量输出.使数据的采样方式从异步采样发展为同步采样,减小了异步采样在进行多线程任务时数据的滞后性所带来的最终计算数据的误差.同时也实现了从稳态的内燃机工况数据采集分析发展到对内燃机工况可以进行瞬态数据的实时采集,存储、处理和分析.
数据采集系统论文参考资料：
结论：内燃机数据采集系统与趋势为关于对写作数据采集系统论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文数据采集系统论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
