离子电流

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离子电流在定容燃烧弹中，通过将圆盘布置在正、负电极的不同位置上， 对天然气-空气混合气燃烧产生的离子电流进行TN量，并将高速摄影仪在燃烧过程中拍摄的纹影照片与相应的离子电流进行了分析对比，结果表明：圆盘位置等参数不影响离子电流曲线的形态，曲线均存在点火、前锋区、后焰区3个阶段，可以完整的体现燃烧信息，但圆盘与火核中心的距离有一最佳值；圆盘布置在正电极对离子电流的影响大于布置在负电极；圆盘位置不影响前锋区离子电流峰值出现时间，但影响该值的大小。

中文名:离子电流

外文名:Ion current

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电压电源：变压器

获 得：从铅流向铝的直流电

目录

定义

在定容燃烧弹中，通过将圆盘布置在正、负电极的不同位置上，

实验

用一个变压器作为交流低电压电源，可以获得从铅流向铝的直流电。这是一个半波整流器，可以用于给电池充电。四个这样的铅铝电极如图33．1．1连接，就可以组成一个极性如图所示的桥式整流器。输出端的“+”和“-”极可以用电压表检测。

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相关研究与应用

在缸内直喷汽油机上,对基于离子电流的HCCI燃烧检测方法进行了研究.结果表明,直喷方式下,离子电流信号受背景噪声影响,信噪比较低.当过量空气系数φa<1.6时,信号特征值与燃烧相位线性对应关系良好;但φa继续增加时,信号幅值大幅减弱,二者线性相关系数显著降低.喷油策略也会对燃烧相位检测结果造成影响,在相同过量空气系数下,当两阶段喷油比例降低时,信号幅值下降,导致燃烧相位检测误差的增加.当转速升高时,信号幅值有所提高,从而导致了燃烧相位检测误差的降低.此外,离子电流信号特征值与缸内燃烧峰值压力及平均有效压力之间存在高度的非线性对应关系,难以通过该信号直接反映上述燃烧状态参数的变化 。

在定容燃烧弹上布置一对测量电极,运用离子电流法、根据燃烧火焰在接触测量电极时刻的离子电流信号值,对不同工况下CH4/空气及其掺氢混合气的平均火焰传播速度进行了计算,并与传统光学纹影法测得的火焰速度进行了对比。结果表明:对于CH4/空气混合气预混燃烧火焰,在过量空气系数分别为0.75、0.8、0.85、0.9、1、1.1时,利用离子电流法测得的火焰传播速度分别为1.714、1.935、2.195、2.250、2.045、1.538 m/s,相对纹影法误差分别为1.32%、2.09%、4.65%、3.48%、3.64%、7.06%;对于过量空气系数为0.8的CH4/H2燃料,在掺氢比为0%~80%(10%递增)的情况下,离子电流法测得的火焰传播速度相对于纹影法的误差均在5%之内。该结果为离子电流法的层流火焰传播速度测量提供了理论、实验依据,测量方法简单易行、快捷准确、可行性高 。

基于自行搭建的汽油均质压燃发动机试验台架和离子电流检测系统,针对均质压燃燃烧临界工况进行了离子电流检测和闭环燃烧控制试验研究.分析了正常燃烧、部分失火及完全失火3种状态下的离子电流信号特征,提出了基于离子信号幅值或积分值为反馈信息的失火循环内补火的燃烧控制策略.补火控制试验结果表明,在均质压燃临界工况,离子电流信号幅值或信号积分,都可以作为燃烧失火判断的依据,可以应用于循环内燃烧反馈控制.失火循环内补火控制可以有效降低碳氢排放