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注入氮雜質(zhì)參數(shù)對(duì)二熱器內(nèi)噴霧擴(kuò)散和燃燒的影響
（論文部分內(nèi)容摘抄）
為了快速的分析不同發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)對(duì)燃燒過(guò)程的影響，將五種非侵入式時(shí)空分辨率極高的光學(xué)測(cè)量技術(shù)同時(shí)應(yīng)用于乘用車柴油機(jī)。這些測(cè)量技術(shù)包括Mie散射、激光誘導(dǎo)熒光、激光誘導(dǎo)白熾和光譜分辨率的火焰亮度。利用這些測(cè)量技術(shù)，研究了噴嘴幾何形狀對(duì)噴霧形成、混合、點(diǎn)火、燃燒和碳煙形成的影響。除了對(duì)噴霧破碎有重要影響外，研究還揭示了燃燒碗壁對(duì)混合物形成和燃燒的相關(guān)性。
在石油資源日益減少和燃油成本急劇上升的時(shí)代經(jīng)濟(jì)型發(fā)動(dòng)機(jī)概念得到了認(rèn)可，特別是在性能和駕駛舒適性方面無(wú)需做出調(diào)整的情況下。這一要求完全符合現(xiàn)代柴油機(jī)的要求。這是柴油車在歐洲新車注冊(cè)量持續(xù)增加的主要原因。聯(lián)邦汽車交通局和司機(jī)的官方信息證實(shí)，德國(guó)近50%的新注冊(cè)汽車由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，公眾對(duì)汽車尾氣排放，特別是碳煙和可吸入顆粒物的關(guān)注越來(lái)越多，立法機(jī)構(gòu)也加強(qiáng)了對(duì)汽車尾氣排放的限制。目前，這種日益增長(zhǎng)的壓力促使汽車制造商將顆粒過(guò)濾器作為滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)的優(yōu)先解決方案。無(wú)論新的排放標(biāo)準(zhǔn)能否通過(guò)過(guò)濾器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，很明顯，有必要進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒系統(tǒng)，從而降低燃料消耗和污染物排放。
測(cè)量技術(shù)
將五種不同的光學(xué)測(cè)量技術(shù)與兩個(gè)ICCD相機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合，可以在單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)對(duì)一個(gè)曲軸角進(jìn)行比較大信息量的同時(shí)測(cè)量。所使用的光學(xué)診斷和透明發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖
所示。對(duì)于三種基于激光的測(cè)量技術(shù)(Mie散射，LIF，LID)，使用Nd:YAG激光器同時(shí)操作三種波長(zhǎng):激光束通過(guò)光片光學(xué)引導(dǎo)到燃燒室，該光片光學(xué)針對(duì)LIF和LII進(jìn)行了優(yōu)化，并形成約0.5 mm厚度的光片。光片可根據(jù)曲柄角度依賴的活塞位置在高度上進(jìn)行調(diào)整。信號(hào)通過(guò)活塞窗口外的解耦鏡檢測(cè)，由四個(gè)相同類型的**可門控ICCD相機(jī)組合而成。三臺(tái)相機(jī)與一個(gè)光束分離光學(xué)器件組合在一個(gè)外殼內(nèi)(德國(guó) Excelitas PCO 公司HSFC-Pro四通道像增強(qiáng)相機(jī))。第四臺(tái)“德國(guó) Excelitas PCO 公司”的相機(jī)(pco.dicam型號(hào))用于檢測(cè)紫外線火焰亮度，與其他相機(jī)光學(xué)分離。圖像以15 個(gè)為一組，從 15 個(gè)單獨(dú)的循環(huán)中采集。下面展示的圖像是從這些單幅圖像組中取平均值得到的。
在366°CA時(shí)，與參考OP1相比，可見(jiàn)的點(diǎn)火反應(yīng)較弱。在367°CA時(shí)，火焰亮度信號(hào)表明反應(yīng)的開(kāi)始幾乎與OP1相同，而同一時(shí)刻的LIF圖像表示蒸氣相的反彈較弱，沿燃燒碗壁的膨脹范圍較寬。燃燒室外區(qū)域向貧燃燃燒的過(guò)渡與OP1一致，只是擴(kuò)散燃燒區(qū)域的份額明顯較小。
在“噴壁相互作用”課題的背景下，對(duì)同步光學(xué)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，研究表明，利用該技術(shù)，幾乎可以同時(shí)分析柴油燃燒的噴射、噴霧傳播、蒸發(fā)、點(diǎn)火、燃燒和煙塵排放等所有重要過(guò)程。同時(shí)應(yīng)用的比較大優(yōu)點(diǎn)是從一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中獲取比較大的信息量，而不丟失單個(gè)活動(dòng)的復(fù)雜相互作用。
本研究對(duì)噴嘴孔長(zhǎng)度對(duì)噴霧行為的影響及后續(xù)過(guò)程進(jìn)行了總結(jié)。
德國(guó) Excelitas PCO 公司的pco.dicam C4四分幅像增強(qiáng)相機(jī)，具備高分辨率、高感光度、快速幀重復(fù)率、精確捕捉超快速過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)，將可實(shí)現(xiàn)高效的單光子檢測(cè)，為實(shí)驗(yàn)提供強(qiáng)而有力的圖像數(shù)據(jù)支持。
廣州市元奧儀器有限公司作為德國(guó) Excelitas PCO 公司科學(xué)相機(jī)在中國(guó)的代理商之一，為客戶提供各種成像系統(tǒng)解決方案，如對(duì)相關(guān)產(chǎn)品感到興趣，歡迎隨時(shí)聯(lián)系交流！
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