内燃机燃烧放热分析计算及其与燃烧分析仪的嵌入集成
甲醇-柴油发动机缸内燃烧过程分析
甲醇-柴油发动机缸内燃烧过程分析李仁春;王忠;袁银男;张登攀;李铭迪【摘要】On a 4B26 turbocharged engine ,the methanol-diesel combustion was realized by injecting the methanol in the intake pipe and its process was analyzed .With AVL Fire software ,the mixing and ignition process of diesel and air premixed with methanol were researched .The results show that the methanol-diesel fuel has the characteristics of wider constant volume heat release region ,less heat loss ,higher thermal efficiency ,higher peak combustion pressure ,higher peak thermal efficiency and higher peak combustion temperature .In the compressed air premixed with methanol ,the atomizing speed of fuel drop decreases at the beginning of diesel injection and the ignition delay extends ,but the richer mixture and higher temperature of ignition point accelerate combustion velocity and thus shorten combustion duration .%在4B26增压发动机上，采用进气管喷射甲醇的方式实现甲醇-柴油的燃烧，对甲醇-柴油发动机燃烧过程进行分析，基于AVLFire软件研究甲醇氛围内柴油的喷雾混合以及着火过程。
燃烧理论分析及相应计算
燃烧机理分析林树军浙江温岭燃烧过程高速摄影1燃料和空气混合气缸混合气残余废气过程湍流火焰燃气混合物燃料空气点火TDC@1430r/min&部分负荷Lamberda=1.30喷油角度为30CRA BTC出现火焰达到离火花塞最远的气缸壁理论温度最高点燃烧阶段划分火焰高速传播期火焰传播火焰扩散期早期火焰传播火焰终止火花点燃2燃烧机理解释内燃机的燃烧过程是湍流燃烧，而湍流燃烧是一种极其复杂的带化学反应的流动现象，湍流与燃烧的相互作用涉及许多因素，流动参数与化学动力学参数之间的耦合的机理极其复杂，用数值模拟方法分析和预测湍流燃烧现象的关键问题是正确模拟平均化学反应率，即燃料的湍流燃烧速率。
3燃烧湍流模型Eddy Break up(涡团破碎模型）Spalding的涡团破碎模型，其基本思想是：对预燃火焰、湍流燃烧区中的已燃气体和未燃气体都是以大小不等并作随机运动的涡团形式存在。
化学反应在这两种涡团的交界面上发生。
化学反应的速率取决于未燃气体涡团在湍动能作用下破碎成更小的涡团的速率，而此破碎速率正比于湍流脉动动能k的耗散率，其基本表达方式如下：该模型是AVL公司fire软件里面计算燃烧的基础计算模型。
4缸内传热模型5内燃机的传热既是与燃烧现象密切耦合的一个子过程，又是整个燃烧循环模拟的一个重要环节。
然而，内燃机的传热问题又被认为热问题中最复杂的一个，这是因为由于内燃机工作过程强烈非定温度变化的高度瞬变性，以致在毫秒量级的时间内，燃烧室表面的热流量从零变化到10MW/m2，同时温度和热流的空变化也非常剧烈。
在1cm 的位置上，热流峰值相差可达5MW/m2。
一般而言，发动机的传热计算包括3个方面：（1）工质与燃烧室热量的交换（包括对流和辐射两种方式）；（2）燃烧室壁内部的热传导；（3）燃烧室外壁与冷却对流和沸腾传热。
对于内燃机燃烧过程来说，主要考虑的第一项，因而对于内燃机传热模型方面主要考虑两个方面：1、工质与壁面之间的对流换热模型，2、是辐射换热模型。
燃烧放热规律的计算
求
1和 m 1
A使Q
N i1
Ri2
N i1
yi
1 m
1
xi
A2 最小
Q
即
1 m 1
Q 0
A
0
可推得
1 m 1
1 m 1
N
i 1 N
i 1
N
xi2 A xi
i 1
xi N A
N
i 1
对柴油机>50 个循环，汽油机>200 个循环， 然后进行平均化、光顺等数据处理
1．压力数据的平均化处理
（1）计算各点压力平均值的近似值
n
pj
p
j 1
n
式中： p1 ， p2 ，…… pn 为同一下取自不同循环的压力值；
n 为循环数
1．压力数据的平均化处理（续）
（2）计算或然误差 （3）舍弃可疑数值
QB0 u mB0
(9.1.3)
一、直接计算方法（续）
dQB
d
i
的求解
dQB
d
i
d (m u)
d
i
p
dV
d
i
dQW
d
i
进气门关闭作为计算始点，上式中右边各项由如下确定：
（1）
pi
已知，
dV
d
i
按书中式（2.2.4）计算
（2）缸内工质温度由状态方程求得 Ti
piVi mi R
，实际计算中 1 取足够大即可，如 1
1000
一、直接计算方法（续） m ， 的计算（续）
（2）燃烧期间工质质量计算
AVL燃烧分析仪去除燃烧噪声的研究 (1)
第 1期
岳常智等 : AVL 燃烧分析仪去除燃烧噪声的研 究
43
据采集单元包 括 8 个 快速通 道和 16 个慢速 通道。 快速通道用于采集高频信号, 慢速通道用于采集低 频信号。信号放大器包括应变放大器、 石英放大器 和载荷放大器, 分别对应于应变传感器、 石英压力传 感器和进排气阀升程传感器的信号放大。根据需要 还 能对 数 据采 集 单元 和 信号 放 大器 的数 量 加 以 扩充。 1. 3 试验设备与仪器 图 1 所示为该试验设备 , 试验机采用四冲程直 喷式 1135 型柴油机, 四气门 , 喷油器中心正置 , 试验 中使用的主要测试仪器是 AVL620 燃烧分析仪。试 验机主要技术参数见表 1。
2
2. 1
减小误差的主要方案
减小误差的主要理论 本实验主要采取均值滤波 的方法, 对由通道效
应所产生的误差进行修正。 在测压通道内所用的误差均可以近似地认为是 高斯分布的白噪声。在去除噪声时大多选择线性平 滑滤波、 均值滤波、 中值滤波这三种方法。 线性平滑滤波器因易于设计和在多数场合的优 越性能而成为信号处理的重要手段, 尤其表现在信 号频谱和噪声 频谱具有 显著不同 特征的时 候。然 而, 在进行通道效应所产生的误差处理时, 经常要处 理具有陡峭边缘也即具有很宽频谱的信号 , 线性平 滑滤波器却在平滑噪声的同时也使图像边缘变得模
和处理之后的结果。 图 5 为不经滤波时放热率曲线 , 我们可以看出 , 这个放热率曲线锯齿很多, 误差十分大 , 基本属于错 误的曲线。
3
实验结果比较与分析
图 3 中锯齿较多的是原始 缸压曲线, 比较光滑 的是经过数字滤波模块处理之后的曲线, 可以看到 , 未经过任何处理的缸压曲线, 由于有通道效应的存 在, 使得曲线极不光顺, 用它来计算缸内其他数值误 差较大 , 而经过数字滤波处理之后的曲线变得较为 光滑 , 但是着火点不够明显, 还是存在较大误差。这 说明 , 在处理具有陡峭边缘也即具有很宽频谱的信 号时 , 数字滤波的效果不是很明显。
燃气内燃机排气流量和排气能量估算方法
燃气内燃机排气流量和排气能量估算方法童航;李国敏;王宝玉;阮慧锋;孙亮【摘要】针对燃气内燃机出口排气流量和排气能量难以测量的问题,提出了碳平衡法和氧平衡法两种估算方法.以某分布式能源燃气内燃机测试数据为例,对影响其估算精度的各个因素进行分析,得出结论:估算精度主要受烟气成分、天然气流量、CH4含量影响;在烟气成分测量误差相同的情况下,采用碳平衡法估算排气流量和排气能量的误差较氧平衡法小.【期刊名称】《华电技术》【年(卷),期】2019(041)007【总页数】4页(P6-9)【关键词】燃气内燃机;排气流量;排气能量;碳平衡法;氧平衡法;精度【作者】童航;李国敏;王宝玉;阮慧锋;孙亮【作者单位】华电电力科学研究院有限公司,杭州 310030;华电电力科学研究院有限公司,杭州 310030;华电电力科学研究院有限公司,杭州 310030;华电电力科学研究院有限公司,杭州 310030;华电电力科学研究院有限公司,杭州 310030【正文语种】中文【中图分类】TK310 引言天然气分布式能源具有综合能效高、清洁环保、就近供应等优点，近年来，随着人们节能环保意识的不断增强，以燃气内燃机为原动机的分布式能源得到越来越多的应用。
燃气内燃机排气流量和排气能量是污染物排放总量统计和余热利用设备(溴化锂吸收式制冷机、余热锅炉等)能效测试过程中的关键参数。
ASME PTC4.4—2008 和 ASME PTC22—2005标准介绍了燃气轮机热平衡和余热锅炉热平衡两种估算燃气轮机排气流量的方法，通过联立燃气轮机或余热锅炉物质守恒和能量守恒方程，解出过量空气系数，进而求出排气流量和排气成分。
但该方法计算过程复杂，计算结果的准确度受余热锅炉散热损失和燃气轮机各项损失(发电机损失、传动装置损失、固定损失等)的预估精度影响较大[1-5]。
本文根据元素守恒原理，对天然气在内燃机中的燃烧过程进行简化，提出了碳平衡法和氧平衡法两种燃气内燃机排气流量和排气能量估算方法。
内燃机燃烧测试分析系统的设计与开发
内燃机燃烧测试分析系统的设计与开发卢丰翥;黄豪中;杨如枝;苏志兵;赵瑞青【摘要】开发一套基于PC机的内燃机燃烧测试分析系统,并对气缸压力的采集,数据的匀化、光顺处理,动态上止点位置的确定等做介绍.利用测量的气缸压力曲线和能量守恒原理,在LabVIEW软件平台上编写出内燃机燃烧放热率计算程序,研究主要经验参数对放热率及缸内平均温度的影响.结果表明:采用Woschni传热公式计算的放热率曲线值高于采用Eichelberg传热公式和Sitkei传热公式计算的放热率曲线值.扫气系数φs的变化对气缸内平均温度有显著影响,φs=0.99时的缸内平均温度明显高于φs=0.95时的缸内平均温度,两者最高温度相差81.4K.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2014(040)001【总页数】5页(P83-87)【关键词】内燃机;放热率;示功图;燃烧分析【作者】卢丰翥;黄豪中;杨如枝;苏志兵;赵瑞青【作者单位】广西大学机械工程学院,广西南宁530004;广西大学机械工程学院,广西南宁530004;广西大学机械工程学院,广西南宁530004;广西大学机械工程学院,广西南宁530004;广西大学机械工程学院,广西南宁530004【正文语种】中文【中图分类】TM314;TK124;TP274+.2;TP391.97内燃机是利用燃料燃烧后放出热量加热工质，使其膨胀对外做功，燃料燃烧放热率可以直观地反应燃烧过程的基本特征，放热率的研究不仅为诊断和评价内燃机的燃烧过程和工作循环的合理性提供手段和方法，更重要的是形象地展现了燃烧过程的物理图像。
目前，常用的确定放热率的方法主要有以下3种：（1）利用内燃机实测示功图进行数值分析，计算出内燃机燃烧放热率[1-2]；（2）采用半经验公式，选用恰当的经验系数，模拟实际内燃机燃烧放热率[3]；（3）从实际燃烧的物理、化学过程出发，建立简化的燃烧模型，划分区域进行计算，这种模型较为接近实际燃烧过程[3]。
内燃机循环及燃烧测试分析方法的发展、现状及应用
Ａｂｓｒ ｃ ：ｎ ｔ ｉ ｐｅ ，ｈｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｎ ｃ ｒｅ ｔｓａｅ ｏ ｎ ｅ ｎ ｌｃ ｍ ｂ ｓｉｎ ｅ ｇ ｎ ｃ ｃｅ ａ ｔ ａ ｔ Ｉ ｈ ｓｐａ ｒ ｔ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔａ ｄ ｕ ｒ ｎ ｔｔ ｆｉ ｔｒ ａ — ｏ ｕ ｔ ｎ ｉ ｅ ｙ ｌ ｎｄ ｏ
产 品性 能 的基础 ， 是进 一步 完善 与发 展 内燃机 循 环 的主要 手段 。 也
随着 内燃机 产 品 日益 广泛 应用 及产 品技 术性 能 不 断 提高 ， 现代 电子 与计 算 机 应 用技 术 迅 速发 展 在
的今天 ， 内燃 机测 试技 术尤 其 是 内燃 机 循环 及燃 烧测 试分 析技 术 已发展 到较 高水 平 。
２ ．广 东福 迪汽 车有 限公 司供 应部 ， 东 佛 山 ５ ８ ２ ） 广 ２ ２ ５
摘 要 ：介 绍 了内燃 机 循 环 及 燃 烧 测 试 分 析 方 法 的 发 展 和 现 状 ， 以奥 地 利 Ｄ ＷＥ ０ ０ Ｃ 并 Ｅ ５０ － ａ型 燃 烧 分 析 仪 为 例
介 绍 了 内燃 机 循 环 及 燃 烧 测试 分 析 的 基 本 方 法 和 过 程 。
关 键 词 ： 循 环 ； 烧 测 试 分析 ； 烧 分 析 仪 热 燃 燃 中 图 分 类 号 ：Ｋ Ｔ ４ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８ ９ ４ （ ０ ７ ０ － ２ －２ １ ０ —４ ６ ２ ０ ） ３０ １ ０ ０
Ｄｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ， ｖ ｌｐ ｎｔ Ｃｕｒ ｅ ｔ ｔ ｎ ｐｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｅ ｎａ ・ ｍ ｂ ｔｏ ｒ ｎｔ Ｓ ａ ｅ ａ ｄ Ａｐ ｉ ｔｏ ｆＩ ｔ ｒ ｌＣｏ ｃ ｕｓ ｉ ｎ Ｅｎｇ ｎｅ Ｃｙ ｌ ｎｄ Ｃｏ ｂ ｓ ｉ ｎ Ｔｅ ｔ Ａｎ ｌ ｓｓ Ｍ ｅ ｈｏ ｉ ｃ ｅ ａ ｍ ｕ ｔｏ ｓ ａ ｙ ｉ ｔ ｄ
内燃机燃烧测试分析及实际应用
２ 内燃 机 燃 能的 好坏 通 常用 动 力 性 、 经 济性 、 排放 性 、 可靠 性 和耐久 性等技 术性 能指标 来 衡 量 ， 些指 标基 本 上 可 在 内燃 机 试 验 台架 上 直 接 这
角域 采集 分 析 。通 过 扩充 ， 道 数 可 由现 在 的 ８个 通
关 键 词 ： 车 ；内燃 机 ；燃烧 测试 分析 ； 烧 分 析 仪 汽 燃
中 图 分 类 号 ： ６ ． Ｕ４ ７ ２ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ： ６ １ ２ ６ （ ０ ８ ０ —０ ２ —０ １ ７ — ６ ８ ２ ０ ）３ ０８ ２
内燃机 是 当今 应 用 最 多 和最 广 泛 的动 力 机 械 。 为提 高其 动力性 、 济性 和排放 性 ， 经 人们 一 直在不 断 探索完 善 和改进 内燃 机循 环及 燃烧 的措施 。
括： 测量 系统 、 传感 器 及 其 整形 放 大 设 备 ， 机 械 量 将 （ 压力 、 移等 ） 变 为 可 计 量 的 电压 量 ； 位 转 显示 系统 ， 电子 或光 电示 波 器 ； 录 或 打 印 系统 。典 型 的 如气 记 电示 功器 。 ３ ）电测 及 数 字 采 集 分 析 法 。采 用 由数 据 采 集
增 加到 １ ６个 。
３ ２ 柴 油 机 的 热 循 环 及 燃 烧 测 试 分 析 结 果 ．
利 用 Ｄ ＷＥ ０ ０ Ａ 型燃 烧分 析 仪对 一 台柴 Ｅ ５ ０ 一Ｃ
油机 进 行热 循环 及测 试分 析 ， 果见 图 １ 。 结 ～６
测试 。但 分 析及 改进 或提 高 这 些 指标 ， 需 对 产 品 还
声分析 ；
１ 内燃 机 燃 烧 测试 分 析 方 法及 其仪 器 设 备
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1绪论1.1课题背景及意义1.2国内外研究现状1.3本文研究内容2燃烧分析的数据采集、信号分析的原理与方法2.1燃烧分析数据采集方法2.1.1示功图的概念及用途2.1.2气缸压力测量方法2.1.3压力测量精度的主要影响因素及修正方法2.2气缸压力数据预处理2.3燃烧放热计算原理2.3.1燃烧放热计算的假设条件2.3.2基本微分方程2.3.3燃烧放热率计算步骤3燃烧放热计算程序3.1内燃机燃烧放热计算的需求分析3.2程序设计平台的选择3.3程序结构和流程3.4程序的数据结构及变量说明3.5输出量3.6图形化界面4燃烧放热计算结果分析4.1实验条件4.2计算结果4.3误差分析4.4敏感参数分析4.5 MA TLAB与FORTRAN计算结果的对比5与燃烧分析仪的嵌入集成的研究5.1硬件系统5.2 LabView简介5.3算法与燃烧分析仪的嵌入集成6结论与展望6.1全文总结6.2展望1.1课题背景及意义近年来，汽车工业已成为全球最大的制造业，年生产能力已达到6500万辆，全球汽车保有量已达9亿辆。
由于内燃机是目前燃烧效率最高的热力发动机，故广泛的应用于国民经济的各个领域和国防部门，它所发出的总功率占全世界所有动力装置总功率的90％，它所排出的有害物质又是环境污染的最大源泉，全世界的汽车交通占温室气体排放的20％，全球机动车数量的高速增长给气候带来了严重的问题。
因此为了节约能源和降低污染，各工业发达国家十分重视内燃机气缸内燃烧的研究工作。
为了降低内燃机的排放，必须从缸内工作过程着手，分析污染物产生的原因，内燃机数据采集和分析已成为内燃机生产和性能研究工作中必不可少的一个环节。
随着内燃机应用的范围在不断扩大，品种和数量在不断增长，对内燃机中各系统零件的性能、使用寿命等技术指标的要求也愈来愈高。
因此，对内燃机的工作过程、燃料及扩大燃料的品种、新型结构的研究以及设计和研制合乎要求的产品并对原有产品的分析改造，以满足各种用途的需要，自然就成为内燃机动力工程技术人员的重要任务。
在内燃机试验中，除了要定性地观察一些物理和化学现象以外，更重要地是对运行过程中许多有关地物理量和化学量进行精确地定量的测定，如果没有先进的测量方法和测试设备，包括先进的数据处理方法和相应的设备，也就没有先进的内燃机检测技术。
所以，若要设计性能更加优良的内燃机，优化燃烧，提高排放的要求，就需要对内燃机各方面的性能进行深入的研究。
影响内燃机各方面性能的因素虽然是多种多样的，但燃烧过程具有举足轻重的地位。
内燃机的动力性、经济性及排放特性与燃烧过程有着密切的关系。
内燃机燃烧过程与其主要工作特性、功率、效率和排放以及部分的机械和热负荷、噪音、振动等都直接紧密地相耦合，所以要改进和完善内燃机的总体性能和某些局部特性，都必须首先在燃烧过程的改善和优化方面下功夫，对燃烧放热过程的深入分析是对发动机性能研究和改善的有效手段。
由于内燃机的燃烧过程所占的时间极短，所处的空间很小，更重要的是内燃机的燃烧反应物是很不均匀的，并且经常是流动和扰动的反应物和燃烧产物处于同一容积。
这一切就构成内燃机的燃烧过程是一个十分复杂多变的物理-化学过程。
但是现在借助微机系统高性能数据采集卡各种传感器（压力传感器、针阀升程传感器、滤波器和电荷放大器等）就能够将大量的燃烧过程物理信息测量记录处理与显示。
从这些信息和图形可以比较可靠地分析研究内燃机燃烧过程的完善程度，为进一步改善燃烧过程提供了科学的依据。
气缸压力分析是分析发动机燃烧状况的重要方法。
气缸压力携带了内燃机工作过程的大量有用信息，并且与内燃机工作过程的评价参数和性能指标有着密切的关系。
各缸的工作参数、排放指标、性能指标等的差异都全部或部分地反映在气缸压力上。
在内燃机的状态监测和故障诊断中，气缸压力是表征内燃机运行状态的最好指标之一，内燃机的工作状态及故障大都可以通过气缸压力随时间（或曲轴转角）的变化曲线反映出来。
因此采集气缸内压力并对其进行统计或热力学分析是内燃机产品设计、改进或研究的重要方法。
内燃机气缸气体压力曲线（示功图）是深入研究内燃机工作过程及动力性能指标的重要内容。
通过对示功图分析可得出工作过程的最高燃烧压力和其所在的曲轴转角位置等重要参数。
示功图既是内燃机性能参数计算和放热规律分析的依据，又是内燃机燃烧过程数学模拟精确程度的评价标准。
利用实测示功图，可以计算内燃机的燃烧放热规律，对实际内燃机的燃烧过程进行分析，可以研究内燃机的循环变动。
并且，可以借助示功图进行内燃机最佳状态调整及故障诊断，故国内外对其研究较多。
因此，内燃机数据采集与燃烧分析技术得到了迅速的发展。
1.2国内外研究现状现在，国内外己研究出许多发动机数据采集和分析用的仪器设备，并随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，仪器的精度和水平也不断提高，其构成方式也各有不同。
国外对发动机数据采集与分析技术的研究起步比较早。
上世纪80年代初至今国内许多部门先后从国外购置了各种发动机数据采集和分析系统，由于这些电脑化设备速度快，精度高，对进一步揭示发动机的工作过程起到了不可估量的促进作用。
国外著名的产品主要有：1．奥地利A VL公司系列产品，如A VL640，650，660，670系列以及A VL617，A VL620等。
2．日本小野公司系列产品，如CB366，466，467，566以及DS-9100等。
3．奥地利德维创公司生产的DEWS系列。
4．德国FEV公司生产的FEVIS系列。
5．美国PEI公司生产的DAB系列。
其中A VL公司和小野公司在中国有大量的用户。
以德维创公司的燃烧分析仪为例，其系列功能均十分强大，应用领域也非常广泛，可以胜任燃烧分析、内燃机标定、脉谱图生成、动态测试、参数化测试、快速数据获取、实时敲缸检测分析、敲击监视报警、转动分析、倾覆振动分析、燃烧噪声分析、冷启动测试（从第一次循环即可开始分析）、基于曲轴转角的多通道数据获取、时基同步多通道数据获取等工作。
其主工作界面如图1.1所示。
图1.1德维创燃烧分析仪运行界面国内自改革开放以来在使用开发国外同类产品的基础上研制出了许多仪器设备。
上世纪80至90年代国内许多单位自行研制开发了各种发动机数据采集分析系统，或专项的测试分析诊断仪，如浙江大学利用单板计算机开发的发动机示功图测量处理系统、大连海运学院的DMC 12柴油机测量分析系统、上海发动机研究所的EAS800发动机燃烧分析系统、华中理工大学的HGl208发动机分析仪、山东理工大学的DCA．1发动机燃烧分析仪以及长沙科学仪器研究所的DFY系列多通道发动机分析仪等，还有其它一些单位，如上海铁道学院也先后研制开发了发动机燃烧分析仪。
这些系统受到当时微机内存、A／D转换速率等因素的制约，硬件水平自然无法与进口专用设备抗衡，但在应用软件开发上各有特点，功能上与进口产品类似，整个系统灵活实用，基本能满足一般的研究需要。
对国内国外各种产品做了较详细的比较，以下分三个方面进行论述：1．在使用功能方面国外设备主要以针对测试和分析发动机的燃烧特性为主，因此也叫燃烧分析仪。
专业化强，适用于科学研究。
其功能单一，全英文界面，软件功能模块化、功能少，且被固化不能改变，不能加入自己的软件，再开发能力差，价格昂贵，使国内大多数发动机科研院所及学校无法承担。
国外产品的更新换代快，A VL公司基本上是5年左右换代一次，但价格不菲，使国内用户一直处于被动地位。
国内在模仿国外燃烧分析仪的基础上，自行开发研制出了一些适合我国国情的发动机数据采集分析仪。
但与国外水平相比，在硬件的先进性、可靠性和准确性上存在相当差距。
在大中型发动机工程计算分析上还需靠国外的著名软件来解决问题。
因此国内产品在应用推广上存在问题。
2．在主要性能指标方面国外产品在各项性能指标上也在不断提高，如A VL公司的A／D采样频率从250KHz 提高到2MHz，曲轴转角采样分辨率从1 deg.CA(Crank Angle)，提高到0.025 deg.CA。
采样通道数从单通道发展到8、16或32或更多，通道数可任意扩展。
数据采样的方式上从异步采样发展到同步采样，数据内存容量也在不断扩大。
并且从稳态数据采集与分析发展到可对发动机瞬态工况的数据进行实时采集、存贮、处理和分析。
国内目前发动机数据采集系统的A／D采样频率从100KHz到500KHz，曲轴转角采样分辨率从2deg．CA到I deg．CA，采样通道数4到8。
基本上是进行发动机的稳态工况实验研究，与国外先进仪器相比差距不小。
3．在系统硬件构成方面，一般可分为两大类(1)基于单片(板)机的发动机数据采集分析系统，基本框图如图1.2所示。
A VL公司使用Motorola公司的6809及68020 CPU构成数据采集系统{日本小野公司则采用Intel公司的Z80、51、96系列单片(板)构成系统。
国内大多采用Intel公司的MCS一31、5l等8位单片机及少数采用16位MCS．96系列单片机。
A VL公司的A VL617发动机数据采集分析仪利用AD210X系列的数字信号处理器构成数据采集系统，而国内在发动机测试设备研发中还没有人利用DSP芯片构成数据采集分析系统，这将是一个很好的研发方向。
图1.2基于单片(板)机的发动机数据采集分析系统(2)基于计算机的发动机数据采集分析系统，基本框图如图1.3所示A VL617，A VL620以及日本小野新一代产品DS．9100多都采用这种结构。
A／D采样板可以装在计算机中，也可放在单独构成的系统中。
目前国内许多科研人员或研究生都利用这种系统开发通用的或专门用途的数据采集分析系统。
其价格适中，再开发能力强，适合国情。
许多仪器开发基于Windows平台技术和虚机仪器技术的软件也应运而生，如NI的LabView。
图1.3基于计算机的发动机数据采集分析系统1.3本文研究内容由上述内容可知，建立一套实时性好、功能完善的柴油机实时多通道测控及燃烧分析系统，用以采集各种所需数据，分析反映柴油机燃烧的特征参数，为柴油燃烧的控制提供反馈信息，以满足试验研究的需要，具有十分重要的、现实的意义。
而随着电子技术的发展，诸如传感器等数据采集设备已经越来越向集成化、轻量化、小型化、傻瓜化发展。
现在市面上的一些数据采集卡已经可以代替以往复杂的内燃机数据采集电路。
这使得搭建一套足以胜任内燃机燃烧放热分析所需的恶劣工况耐受性和实时性等要求的燃烧分析系统的难度也越来越低。
除此以外，虚拟仪器技术的进步也使得设计制造一套基于PC机的燃烧放热分析系统的成本和门槛都较之以往大大降低。
因此，本文的研究内容，将重点集中在程序算法之上，也就是针对已经采集到的数据，如何进行恰当的处理运算和行之有效的分析，来反映内燃机的运行状况的，另外，对于如何将这样的数据处理单元嵌入燃烧分析仪的硬件形成产品也做了简单的探讨。