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第40卷第4期内燃机与动力装置Vol.40No.4

2023年7月INTERNALCOMBUSTIONENGINEPOWERPLANTJul.2023

D0I:10.19471/j.cnki.1673-6397.2023.04.001

基于小波包的二甲醚发动机复合燃烧爆震能量分析

李帅博，尹发辉,胡文帅，侯军兴

郑州航空工业管理学院航空宇航学院,河南郑州450046

摘要：为更好地检测判别二甲醚发动机复合燃烧爆震，试验研究复合燃烧中正常燃烧和爆震燃烧时缸内压力在

各个频带的小波包能量分布，确定爆震燃烧时缸内压力的敏感频带，分析不同平均有效压力、不同发动机循环

爆震燃烧时缸内压力在各个频带的小波包能量和能量分布。结果表明：正常燃烧时，缸内压力升高，加速度

的波动幅值和各频带的小波包能量均很小；爆震燃烧时，缸内压力升高，速度波动幅值显著增大，波动时刻提

前，各频带的小波包能量不同程度增大，爆震敏感频带频率为7.50~8.75kHz的小波包能量显著增大；爆震燃

烧时，不同平均有效压力、不同循环发动机缸内压力各频带的小波包能量、能量熵的分布规律相似，燃烧状态决

定了小波包能量分布和能量熵分布，平均有效压力和循环对其分布无影响。

关键词：二甲醚；复合燃烧；爆震；小波包；能量

中图分类号：TK46文献标志码：A文章编号：1673-6397(2023)04-0001-06

引用格式：李帅博，尹发辉，胡文帅，等.基于小波包的二甲醚发动机复合燃烧爆震能量分析[J].内燃机与动力

装置,2023,40(4):1-6.

LIShuaibo,YINFahui,HUWenshuai,etal.KnockenergyanalysisofcompoundcombustioninaDME

enginebasedonwaveletpacket[J].InternalCombustionEnginePowerplant,2023,40(4):1-6.

0引言

当前碳达峰、碳中和已成为国际社会的共识，交通能源低碳绿色转型迫在眉睫，清洁代用燃料-先进

燃烧方式是缓解发动机燃料短缺和环境污染的方式之一[1-3]。二甲醚是一种清洁含氧燃料，发动机燃用

二甲醚可以实现零碳烟排放和较低的NO，排放[4-5]。复合燃烧是一种清洁燃烧方式，包括均质充量压燃

（homogeneouschargecompressionignition，HCCI）燃烧和直接喷射（directinjection，DI）喷雾燃烧，通过优

化复合燃烧中HCCI燃烧、DI燃烧的比例，可以拓展HCCI运行范围，进一步降低发动机排放。目前，复

合燃烧的研究主要集中在燃烧特性和排放特性方面。柴油/甲醇复合燃烧的相关研究发现,预喷油量增

加,缸内压力峰值显著增加,HC、CO等排放降低,NO.排放增加；喷射时刻提前，超细颗粒在颗粒中所占

比例增大[6-7]。醇醚燃料复合燃烧研究发现，甲醇的高汽化潜热使燃烧初期的缸内温度降低，燃烧相位

后移[8]。HCCI燃烧在复合燃烧中所占比例过高时，易发生爆震燃烧[9-1]。目前，对爆震研究主要针对火

花点火发动机爆震[12-14]。对HCCI、汽油压燃（gasolinecompresionignition，CCI)和火花点火等不同燃烧

模式的爆震特性研究发现，不同燃烧模式的爆震具有不同的统计学特征，但是现有的爆震研究中很少涉

及到复合燃烧爆震[15]。

本文中在一台二甲醚发动机上进行复合燃烧爆震特性研究，利用小波包变换对正常燃烧、爆震燃烧

工况下缸内压力信号进行3层小波包分解，得到不同频率范围的缸内压力子信号，确定正常燃烧、爆震燃

收稿日期:2023-04-04

基金项目：河南省高等学校重点科研计划项目（22A470010）；河南省高校大学生创新创业训练计划项目（202210485056）

第一作者简介：李帅博（2002一），男，河南商丘人，主要研究方向为智能车辆设计与控制,E-mail:269565468

*通信作者简介：侯军兴（1977一），男，河南安阳人，工学博士，