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LabVIEW 开发内燃机缸压采集与分析系统，通过整合数据采集卡与传感器，实现缸压、曲轴转角信号采集及燃烧性能、排放等多维度分析，成功支撑 HCCI 燃烧方式实验验证，为内燃机节能与排放优化提供技术支撑。

应用场景

• 内燃机燃烧研究：适用于柴油机、汽油机缸内燃烧过程监测，精准捕捉压力变化与放热规律。

• HCCI 燃烧验证：针对均质充气压燃技术，验证燃料燃烧稳定性、失火与爆震边界。

• 排放性能优化：分析 CO₂、CO、NOx 等排放物与燃烧参数的关联，支撑低排放设计。

• 发动机改装测试：适配发动机进排气管、喷油系统改装后的性能验证场景。

架构实现

数据采集

• 硬件适配：通过 LabVIEW 的 Call Library Function 节点调用 AC6111 采集卡 DLL 库，建立驱动通讯。

• 信号采集：同步采集缸压（Kistler 6117A 传感器）与曲轴转角（欧姆龙旋转编码器）信号，采样精度达 0.18°CA。

• 数据存储：将采集信号以 TXT 格式存盘，支持多循环连续采集（最大 100 + 循环）。

数据分析

• 燃烧性能：采用 “倒拖法” 标定动态上止点，绘制 P-φ、P-V 等示功图，计算燃烧放热率与缸内温度。

• 综合分析：对比多组燃烧数据，识别高负荷爆震点与低负荷失火点，追踪压力升高率、放热率变化趋势。

• 排放分析：处理 AVL 排放仪数据，呈现多组分排放物随当量比的变化规律。

• 过程分析：输出最大缸压、循环变动系数等关键参数，量化燃烧稳定性。

架构优点

• 开发高效：LabVIEW 图形化编程降低开发难度，内置数据可视化与信号处理函数，缩短项目周期。

• 兼容灵活：支持国产采集卡与进口传感器适配，通过动态链接库拓展硬件兼容性，无需定制专用驱动。

• 精度可靠：实现 0.18°CA 转角分辨率与高频压力采集，光顺处理算法保障数据分析准确性。

• 成本可控：基于通用 PC 与 LabVIEW 平台，替代昂贵专用燃烧分析仪，硬件利用率提升 30% 以上。

• 功能集成：集采集、分析、可视化于一体，支持离线与在线分析，满足实验多场景需求。

提升方向

• 多缸同步：当前聚焦单缸采集，需拓展多缸同步采样功能，解决缸间信号延迟问题。

• 实时优化：高负荷工况下数据缓存与处理速度不足，需借助 LabVIEW FPGA 模块提升实时性。

• 算法升级：放热率计算未考虑变工况适应性，需引入自适应光顺算法与工况识别模型。

• 添加剂适配：现有仅验证 1% DCP 添加剂，需扩展多类型、多比例添加剂分析模块。

• 远程运维：缺乏远程数据传输与设备监控功能，可通过 LabVIEW Web 模块搭建远程操作平台。