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ICCD应用—气缸雾化燃烧过程观测分析研究

为降低柴油机排放微粒和氮氧化物,柴油机喷射压力普遍向着高压方向发展,高压喷射过程的研究成为国内外的研究热点。人们通过各种试验手段对燃油喷射雾化过程进行研究。

气缸高压雾化是一个超高速的过程,需要对其瞬态过程进行捕捉记录和分析。常用的手段有LIF(激光诱导荧光光谱成像),MIE(米氏散射粒子测径),LII(激光诱导白炽)等。这些研究方法中均会用到高灵敏、高速的ICDD及分幅相机,配合触发器件来直接对某一个过程进行观测记录,来指导整个研究的原理性或者现象性的探究。其实验装置图及部分监测过程如下图:


图1  ICCD用于气缸雾化观测实验装置图


图2  LIF 法中分幅相机拍摄的不同曲轴转角时刻雾束在缸内的发展情况


图3不同时刻下,ICCD观测到的内燃机点火的雾化颗粒分布


图4ICCD观测得到的煤粉燃烧的LII典型图像

分幅相机:Dicam C4系统及主要参数如下:



型号 Dicam C4
快门 3 ns
分辨率 2048×2048
像元尺寸 6.5μm×6.5μm
帧频 25
接口 USB 3.0
波长响应范围 160—1300nm
最高量子效率 大于60%
制冷温度 5℃(风冷)
空间频率 76.9lp/mm
门控时间控制精度 10 ns
最大图像数 8 幅
多次曝光频率 2 MHz
A/D动态范围 16 bit