喷嘴参数对双柴油机喷雾传播和燃烧的影响

（论文部分内容摘抄）

抽象的为了快速、全面地分析不同发动机参数对燃烧过程的影响，将五种非侵入性时空分辨率高的光学测量技术同时应用于一款轿车柴油机透明发动机上。这些测量技术包括Mie散射、激光诱导荧光、激光诱发白炽和光谱分辨火焰亮度。用这些测量技术研究了喷嘴几何形状对喷雾形成、混合、点火、燃烧和烟尘形成的影响。除了对喷雾破碎有显著影响外，研究还揭示了燃烧碗壁对混合物形成和燃烧的相关性。

在石油资源减少和燃料成本大幅上升的时代，经济型发动机的概念被广泛接受，尤其是在性能和驾驶舒适性没有损失的情况下。这一要求与现代直喷柴油发动机的要求完全一致。随着人们对所产生的废气排放特别是烟尘和PM的兴趣增加，唤醒了更多的公众舆论和立法限制。目前，这种不断上升的压力导致应用颗粒过滤器作为实现新的和更严格的排放法规的优选解决方案。无论使用滤清器系统是否能达到新的极限，显然有必要进一步改进现有发动机的燃烧以及随之而来的燃料消耗和污染物排放。为了达到这一目标，需要加深对发动机过程及其相互作用的了解。借助现代光学诊断手段，可以在不影响从喷射开始到烟灰氧化过程结束的复杂化学反应的情况下，以高时空分辨率研究这些现象。在本研究中，五种光学测量技术同时使用(四种同时使用)，以尽可能全面和详细地表征发动机过程的相互作用链。通过这种组合，可以在一个发动机循环内检测液体燃料相的传播、激光诱导荧光(LIF)的混合物形成的质量、点火和倾斜。

测量技术：

将五种不同的光学测量技术与两个ICCD相机系统相结合，允许在单个发动机循环内在一个曲柄角度同时进行最大信息的测量。所使用的光学诊断和透明引擎的实验装置。

三种基于激光的测量技术(Mie散射、LIF和LII)用YAG激光器同时工作在三个波长。激光束通过光片光学被引导进入燃烧室，可以调节灯板的高度。信号是通过活塞窗外的一个解耦镜子，由四台相同类型的独立栅极CCD 相机组合而成的，在（元奥仪器的pco.dicam) 超高速相机中，由三个相机与一个分束光学器件组合在一起。用于检测紫外火焰光度的第四摄像机(荣峰光电-紫外相机)与其他摄像机光学分离。

在“喷壁相互作用”项目背景下，对同步光学测量技术进行了进一步的改进，调查表明，该技术几乎可以同时分析柴油机燃烧的所有重要过程，如喷射、喷雾传播、蒸发、点火、燃烧和烟尘排放。应用最大优点是从一个发动机循环中获取最大的信息量，而不丢失单个活动复杂相互作用。

此修改表明，在可见的注射开始后不久，锥角和喷雾传播方面没有显着的差异。随着喷射时间的增加，随着喷射流的破裂从喷嘴尖端转移，这种效应变得更加明显，从而增加穿透深度。随后的蒸发显示沿着燃烧碗壁的扩散范围更广，并显示进入燃烧室的反弹更弱。点火发生在半圆形蒸汽区中部的同一曲柄角位置。

最后，根据参考点OP1的燃烧开始，火焰区域也朝向燃烧室的外部区域移动，并形成可观测的明显瘦燃烧环。喷雾对墙壁的实际撞击点上出现的烟雾区发育程度较低，燃烧程度也较丰富。在燃烧的持续时间和结束时间方面，没有明显的差异，只是喷嘴尖端的扩散火焰区域更大。

德国Excelitas PCO公司pco.dicam相机，具备高分辨率、高感光度、快速帧重复率、精确捕捉超快速过程的优点，将可实现高效的单光子检测，为实验提供强而有力的图像数据支持。

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