一種柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧與燃燒動(dòng)態(tài)可視化測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧與燃燒動(dòng)態(tài)可視化測(cè)試裝置，包括數(shù)字CCD攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)圖像采集處理系統(tǒng)、氮?dú)馄?、穩(wěn)壓桶、壓縮空氣瓶、減壓閥、發(fā)光單元、角標(biāo)儀、倍頻器、頻閃槍、柴油機(jī)測(cè)試缸及安裝在柴油機(jī)測(cè)試缸缸蓋上的內(nèi)窺鏡和頻閃觀測(cè)儀；利用本實(shí)用新型的可視化測(cè)試裝置，可以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)無氧條件下缸內(nèi)噴油霧化情況以及燃燒過程的可視化，并利用圖像處理技術(shù)，計(jì)算分析缸內(nèi)燃燒火焰溫度與碳煙分布情況，為開展柴油機(jī)進(jìn)氣組織、噴霧及燃燒室結(jié)構(gòu)的改進(jìn)研究提供依據(jù)。
【專利說明】一種柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧與燃燒動(dòng)態(tài)可視化測(cè)試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)燃燒【技術(shù)領(lǐng)域】，主要涉及一種柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧與燃燒特性動(dòng)態(tài)可視化測(cè)試裝置，尤其是涉及一種電控高壓共軌柴油機(jī)缸內(nèi)無氧條件下的多次噴霧和燃燒特性可視化測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油機(jī)噴霧與燃燒過程是其工作循環(huán)的核心，直接影響柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)。由于內(nèi)燃機(jī)的噴霧與燃燒過程十分復(fù)雜，測(cè)試相當(dāng)困難，因此測(cè)試工作長(zhǎng)期以來一直深受世界各國(guó)內(nèi)燃機(jī)研究者及生產(chǎn)部門的重視。柴油機(jī)噴霧與燃燒可視化是研究其燃燒過程最先進(jìn)、最有效的試驗(yàn)手段之一。一方面可以系統(tǒng)、深入地了解燃燒發(fā)生、發(fā)展的特征規(guī)律，進(jìn)一步加深對(duì)柴油機(jī)燃燒過程的理解；另一方面結(jié)合實(shí)際柴油機(jī)進(jìn)氣組織、噴霧及燃燒室結(jié)構(gòu)來開展這方面的研究，能夠?yàn)椴裼蜋C(jī)燃燒系統(tǒng)的評(píng)價(jià)和改進(jìn)提供依據(jù)。
[0003]早期的可視化研究是通過在氣缸蓋周圍的孔道里面安裝數(shù)個(gè)光學(xué)傳感器，對(duì)缸內(nèi)工作過程進(jìn)行點(diǎn)測(cè)量，通過傳感器和放大器將收集到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再進(jìn)行相應(yīng)的處理和分析。這種方法無法直接得到缸內(nèi)燃燒過程圖像，而且測(cè)量得到的信息有限，無法進(jìn)行場(chǎng)測(cè)量和場(chǎng)量分析。隨著光學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)和圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，目前比較成熟的可視化研究主要是基于光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)和內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)進(jìn)行的。光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是采用耐高溫的石英玻璃制造活塞，并增加整個(gè)活塞的長(zhǎng)度，在活塞的下方放置一塊反射鏡，利用光的折射原理獲取整個(gè)燃燒室內(nèi)的工作過程圖片。這種方法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的改動(dòng)較大，造價(jià)昂貴，研究工作也受到發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)的限制。活塞加長(zhǎng)后其運(yùn)轉(zhuǎn)慣量增加，活塞動(dòng)態(tài)強(qiáng)度降低，而且為了獲得良好的透光性，減少折射，無法在石英玻璃上加工出真實(shí)的燃燒室凹坑。內(nèi)窺鏡攝像技術(shù)主要由CCD彩色攝像機(jī)、圖像采集卡、照明光源、角標(biāo)儀、頻閃器編碼器及減壓閥和計(jì)算機(jī)組成，它是將尺寸很小的工業(yè)內(nèi)窺鏡和冷光源深入到燃燒室內(nèi)部，把缸內(nèi)噴霧與燃燒的光學(xué)圖像傳輸?shù)讲裼蜋C(jī)外部，由數(shù)字相機(jī)直接進(jìn)行拍攝得到缸內(nèi)噴霧與燃燒圖片。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)柴油機(jī)的改動(dòng)很小，基本不影響燃燒室內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，從而對(duì)氣流運(yùn)動(dòng)和燃燒過程無影響，可以動(dòng)態(tài)直觀地觀察共軌柴油機(jī)實(shí)際工作過程中的噴霧與燃燒情況。以上兩種方法均是在有氧燃燒條件下測(cè)得缸內(nèi)燃燒過程圖片，沒有涉及到無氧不燃燒條件下的噴霧過程測(cè)試。
[0004]柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒過程中溫度和碳煙的測(cè)量技術(shù)主要包括激光片光診斷法、消光法、散射法。以激光誘導(dǎo)熾光法為代表的激光片光診斷技術(shù)適合測(cè)量碳煙生成集中區(qū)域某一平面的瞬時(shí)空間二維濃度分布，并可以隨時(shí)跟蹤火焰結(jié)構(gòu)、著火、火焰?zhèn)鞑ヒ幌盗羞^程，但是系統(tǒng)復(fù)雜且昂貴。消光法是針對(duì)碳煙顆粒對(duì)光的散射和吸收會(huì)衰減光強(qiáng)的特點(diǎn)，通過比較穿過碳煙粒子云前后的光強(qiáng)得出碳煙的體積分?jǐn)?shù)，雖然這種方法的試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，但是測(cè)試結(jié)果會(huì)受油滴散射影響，對(duì)溫度場(chǎng)分析不夠準(zhǔn)確。散色法則是增加一個(gè)散射光探測(cè)器，利用散色和消光的比值獲得碳煙微粒直徑。實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧與燃燒動(dòng)態(tài)可視化測(cè)試裝置，主要用于柴油機(jī)無氧條件下缸內(nèi)噴油霧化情況以及燃燒過程的可視化，并利用圖像處理技術(shù)，計(jì)算分析缸內(nèi)燃燒火焰溫度與碳煙分布情況，為開展柴油機(jī)進(jìn)氣組織、噴霧及燃燒室結(jié)構(gòu)的改進(jìn)研究提供依據(jù)。
[0006]為解決上述問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案:一種柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧與燃燒動(dòng)態(tài)可視化測(cè)試裝置，包括數(shù)字CCD攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)圖像采集處理系統(tǒng)、氮?dú)馄?、穩(wěn)壓桶、壓縮空氣瓶、減壓閥、發(fā)光單元、角標(biāo)儀、倍頻器、頻閃槍、柴油機(jī)測(cè)試缸及安裝在柴油機(jī)測(cè)試缸缸蓋上的內(nèi)窺鏡和頻閃觀測(cè)儀；所述數(shù)字CCD攝像機(jī)通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)圖像采集處理系統(tǒng)相連，所述攝影設(shè)備用于觀測(cè)柴油機(jī)測(cè)試缸內(nèi)周期變化情況；所述氮?dú)馄客ㄟ^穩(wěn)壓桶與所述柴油機(jī)測(cè)試缸的進(jìn)氣管道相連，所述氮?dú)馄康牡獨(dú)鉃楦變?nèi)不燃燒情況下的噴霧可視化提供無氧條件，防止進(jìn)氣倒吸，所述穩(wěn)壓桶可以為柴油機(jī)的氮?dú)廨斎胩峁┓€(wěn)定的壓力；所述壓縮空氣瓶與減壓閥相連，所述壓縮空氣瓶分別為所述發(fā)光單元和所述內(nèi)窺鏡提供空冷氣源；所述內(nèi)窺鏡通過快速接頭與所述數(shù)字CCD攝像機(jī)相連；所述頻閃觀測(cè)儀通過耐高溫的光纖與發(fā)光單元相連，所述發(fā)光單元通過頻閃觀測(cè)儀為柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧攝影提供光源；所述發(fā)光單元還通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)圖像采集處理系統(tǒng)相連，所述計(jì)算機(jī)圖像采集處理系統(tǒng)同時(shí)將觸發(fā)信號(hào)傳給發(fā)光單元和數(shù)字CCD攝像機(jī)，當(dāng)頻閃觀測(cè)儀閃爍的同時(shí)數(shù)字CCD攝像機(jī)同步拍攝柴油機(jī)缸內(nèi)的圖片；所述角標(biāo)儀安裝在柴油機(jī)曲軸自由端的皮帶輪上，所述角標(biāo)儀通過數(shù)據(jù)線與倍頻器和發(fā)光單元相串連，角標(biāo)儀以脈沖的形式向發(fā)光單元輸出觸發(fā)信號(hào)和曲軸轉(zhuǎn)角刻度，發(fā)光單元再通過數(shù)據(jù)線將脈沖觸發(fā)信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)圖像采集處理系統(tǒng)；所述倍頻器通過設(shè)置其上的碼盤，可以對(duì)角標(biāo)儀的信號(hào)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述頻閃槍通過光纖連接至發(fā)光單元，用于實(shí)現(xiàn)發(fā)光單元發(fā)出的頻閃光頻率與柴油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速同步。
[0007]上述方案中，所述內(nèi)窺鏡是直徑為4mm的光學(xué)硬鏡，為了獲得更加寬廣、易于觀測(cè)缸內(nèi)噴霧燃燒過程的圖片，所述內(nèi)窺鏡3的鏡頭角度分為0°、30°、60°三種規(guī)格。
[0008]上述方案中，所述內(nèi)窺鏡的光纖束頂端與冷卻空氣進(jìn)口接頭連接，所述內(nèi)窺鏡的光纖束底端設(shè)有出氣口，所述內(nèi)窺鏡的光纖束整體位于保護(hù)套管內(nèi)，所述保護(hù)套管通過其外壁上的螺紋旋入到柴油機(jī)缸蓋內(nèi)，所述保護(hù)套管在與柴油機(jī)缸蓋水腔接觸部位的螺紋上涂有耐高溫的密封膠，所述保護(hù)套管的底端設(shè)有透明且耐高溫的石英玻璃窗，所述石英玻璃窗既可以密封燃燒室內(nèi)的燃?xì)?，又可以保護(hù)內(nèi)窺鏡的底端鏡頭，所述保護(hù)套管的頂端開有排氣口。
[0009]上述方案中，所述數(shù)字CXD攝像機(jī)通過減震處理固定在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架旁邊的支架上，通過一個(gè)光學(xué)交接點(diǎn)和所述內(nèi)窺鏡相連。
[0010]上述方案中，所述計(jì)算機(jī)圖像采集處理系統(tǒng)包含有參數(shù)設(shè)備模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、存儲(chǔ)模塊、圖像處理模塊、火焰溫度與碳煙計(jì)算模塊；所述參數(shù)設(shè)置模塊用來接收鍵盤輸入的相關(guān)測(cè)試參數(shù)；所述數(shù)據(jù)采集模塊用來采集缸內(nèi)噴霧與燃燒隨曲軸轉(zhuǎn)角變化的圖像信息數(shù)據(jù)；所述存儲(chǔ)模塊用來將試驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖像信息分別存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器的相應(yīng)數(shù)據(jù)文件中；所述圖像處理模塊用來對(duì)圖像大小、色調(diào)等進(jìn)行編緝與處理；所述火焰溫度與碳煙計(jì)算模塊用來利用雙色法的計(jì)算公式計(jì)算溫度與碳煙濃度分布。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。[0012]一是將柴油機(jī)進(jìn)氣管與空氣隔離，并在其上接入氮?dú)?，使柴油機(jī)在缸內(nèi)無氧不著火的條件下，利用所實(shí)用新型的可視化測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)拍攝柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧圖像，實(shí)時(shí)記錄柴油機(jī)工作過程中的真實(shí)噴霧情況。與現(xiàn)有技術(shù)相比，沒有改變缸內(nèi)進(jìn)氣組織形式，避免了著火對(duì)后期噴霧的影響，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)循環(huán)噴霧過程的可視化。
[0013]二是本實(shí)用新型提供的可視化測(cè)試裝置既可以對(duì)柴油機(jī)工作過程中缸內(nèi)噴霧時(shí)間、錐角、貫穿距、霧化情況進(jìn)行可視動(dòng)態(tài)化測(cè)試，又可以對(duì)燃燒過程進(jìn)行測(cè)量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，沒有改變柴油機(jī)結(jié)構(gòu)及燃燒室形狀，既保證了測(cè)試數(shù)據(jù)的真實(shí)性又滿足了測(cè)試裝置的通用性，可以實(shí)現(xiàn)資源共享，節(jié)約科研經(jīng)費(fèi)。
[0014]三是該測(cè)試裝置精確度較高，可以精確到0.1° CA，并首次應(yīng)用于電控高壓共軌柴油機(jī)多次噴霧的可視化測(cè)量，為解決柴油機(jī)分層燃燒、均質(zhì)壓燃以及低溫燃燒等技術(shù)難題提供了大量的缸內(nèi)信息與實(shí)驗(yàn)測(cè)量手段。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型噴霧與燃燒動(dòng)態(tài)可視化測(cè)試裝置的組成示意圖。
[0016]圖2是柴油機(jī)氣缸蓋上內(nèi)窺鏡光學(xué)通道布置方案。
[0017]圖3是數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及優(yōu)選實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。
[0019]正如附圖1所示，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例主要包括氮?dú)馄?、穩(wěn)壓桶2、內(nèi)窺鏡3、頻閃觀測(cè)儀4、柴油機(jī)5、壓縮空氣瓶6、減壓閥7、發(fā)光單元8、頻閃槍9、角標(biāo)儀10、倍頻器
11、數(shù)字CXD攝像機(jī)12、計(jì)算機(jī)圖像采集與處理系統(tǒng)13。首先需要在柴油機(jī)5的氣缸蓋上加工2個(gè)光學(xué)通路，一路安裝頻閃觀測(cè)儀4，另一路用于安裝內(nèi)窺鏡3。頻閃觀測(cè)儀4具有照明的功能，用于獲取噴射過程中燃油油束分布圖像時(shí)提供照明光源，它每次閃爍能產(chǎn)生40MJ的光纖，閃爍間隔為20微秒；內(nèi)窺鏡3為外徑4mm帶冷卻通道的光學(xué)硬鏡，由11520個(gè)單獨(dú)的光纖組成，這些光纖組成一個(gè)光纖束。鏡頭前端由石英保護(hù)，螺旋擰進(jìn)開鑿出來的通道內(nèi)。內(nèi)窺鏡3的觀察角度分為0°、30°和60°三種，根據(jù)拍攝的內(nèi)容和角度不同，選擇不同角度的內(nèi)窺鏡。為了防止受燃?xì)飧邷負(fù)p壞，內(nèi)窺鏡通過空氣管路和快速接頭與壓縮空氣瓶6所在的管路相連，壓縮空氣瓶?jī)?nèi)的空氣壓力通過減壓閥7設(shè)置為0.6MPa，內(nèi)窺鏡的目鏡通過快速接頭與數(shù)字CCD攝像機(jī)12對(duì)接，數(shù)字CCD攝像機(jī)采用具有1360*1024像素的PixelFly攝像機(jī)。該攝像機(jī)分辨率高而且曝光時(shí)間較短。由于尺寸和體積的原因，攝像機(jī)12不能直接裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，它需要通過減震處理固定在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架旁邊的支架上，通過一個(gè)光學(xué)交接點(diǎn)和內(nèi)窺鏡3相連。
[0020]第一步，找出與柴油機(jī)的機(jī)械上止點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)上止點(diǎn):在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼上設(shè)有固定標(biāo)記箭頭即飛輪指針，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上有一標(biāo)記為“O”的零刻度線，用粉筆涂上白色標(biāo)記，當(dāng)指針對(duì)準(zhǔn)飛輪上的“O”的零刻度線時(shí)，柴油機(jī)測(cè)試缸的活塞剛好處于上止點(diǎn)位置。利用發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)功臺(tái)架，倒拖柴油機(jī)至1500rpm，用頻閃槍9對(duì)準(zhǔn)飛輪指針，同時(shí)調(diào)節(jié)頻閃槍9的閃光頻率，使其每當(dāng)“O”刻度線標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)飛輪指針時(shí)，頻閃槍正好閃亮，以保證頻閃槍的閃光頻率與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速保持同步，此時(shí)計(jì)算機(jī)圖像采集處理系統(tǒng)13上的光學(xué)上止點(diǎn)剛好與柴油機(jī)的機(jī)械上止點(diǎn)對(duì)應(yīng)，即固定在柴油機(jī)自由端曲軸皮帶輪上的角標(biāo)儀10指示的上止點(diǎn)與柴油機(jī)機(jī)械上止點(diǎn)對(duì)應(yīng)，曲軸角度一致。
[0021]第二步，初始化參數(shù)設(shè)定，此操作由參數(shù)設(shè)置模塊完成，參數(shù)設(shè)置模塊主要通過計(jì)算機(jī)鍵盤輸入各種試驗(yàn)參數(shù)，包括圖像采集頻率、采集時(shí)間、觸發(fā)方式、拍攝速度、曝光率參數(shù)。
[0022]第三步，動(dòng)態(tài)噴霧圖像采集:將柴油機(jī)測(cè)試缸的進(jìn)氣氣管與空氣隔離，將氮?dú)馄縄及穩(wěn)壓桶2所在的管路與柴油機(jī)測(cè)試缸的進(jìn)氣管道相連，使柴油機(jī)測(cè)試缸進(jìn)氣由氮?dú)馓娲諝?，在無氧不著火的條件下，利用本實(shí)用新型裝置動(dòng)態(tài)拍攝采集柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧圖像。
[0023]第四步，缸內(nèi)燃燒動(dòng)態(tài)攝影:關(guān)閉氮?dú)?，恢?fù)為原增壓空氣，開啟計(jì)算機(jī)圖像采集與處理系統(tǒng)13和壓縮空 氣瓶6，設(shè)置試驗(yàn)基本參數(shù):轉(zhuǎn)速1500r/min，50%負(fù)荷，曝光速率為10kHz，圖像分辨率為640X480像素，曝光時(shí)間為80 μ S，拍攝缸內(nèi)燃燒動(dòng)態(tài)圖片并儲(chǔ)存。
[0024]第五步，利用計(jì)算機(jī)圖像采集與處理系統(tǒng)13的系統(tǒng)軟件對(duì)采集的圖像進(jìn)行處理，該軟件是基于雙色法對(duì)缸內(nèi)擴(kuò)散火焰圖片進(jìn)行圖像處理，從而獲得燃燒火焰溫度場(chǎng)和碳煙分布場(chǎng)。
[0025]雙色法是根據(jù)固體熱輻射的原理，可以同時(shí)進(jìn)行缸內(nèi)火焰溫度場(chǎng)和碳煙濃度場(chǎng)的測(cè)量。由于柴油機(jī)燃燒過程中的高溫碳煙粒子會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的熱輻射，測(cè)出燃燒火焰發(fā)射出的福射光在某兩個(gè)波長(zhǎng)上的強(qiáng)度，建立兩個(gè)強(qiáng)度與溫度的方程，消去一個(gè)代表福射率的未知因子，便可計(jì)算出溫度和表征碳煙分布的KL因子。
[0026]對(duì)于黑體而言，其光譜輻射亮度或頻譜亮度遵循普朗克(Planck)輻射定律，如公式:
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧與燃燒動(dòng)態(tài)可視化測(cè)試裝置，其特征在于:包括數(shù)字C⑶攝像機(jī)(12)、計(jì)算機(jī)圖像采集處理系統(tǒng)(13)、氮?dú)馄?I)、穩(wěn)壓桶(2)、壓縮空氣瓶(6)、減壓閥(7)、發(fā)光單元(8)、角標(biāo)儀(10)、倍頻器(11)、頻閃槍(9)、柴油機(jī)測(cè)試缸(5)及安裝在所述柴油機(jī)測(cè)試缸缸蓋上的內(nèi)窺鏡(3)和頻閃觀測(cè)儀(4);所述數(shù)字CXD攝像機(jī)(12)通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)圖像采集處理系統(tǒng)(13)相連；所述氮?dú)馄?I)通過穩(wěn)壓桶(2)與所述柴油機(jī)的進(jìn)氣管道相連，所述氮?dú)馄?I)的氮?dú)鉃楦變?nèi)不燃燒情況下的噴霧可視化提供無氧條件，防止進(jìn)氣倒吸，所述穩(wěn)壓桶(2)為柴油機(jī)(5)的氮?dú)廨斎胩峁┓€(wěn)定的壓力；所述壓縮空氣瓶(6 )與減壓閥(7 )相連，所述壓縮空氣瓶(6 )分別為所述發(fā)光單元(8 )和所述內(nèi)窺鏡(3 )提供空冷氣源；所述內(nèi)窺鏡(3)通過快速接頭與所述數(shù)字CXD攝像機(jī)(12)相連；所述頻閃觀測(cè)儀(4)通過耐高溫的光纖與發(fā)光單元(8)相連，所述發(fā)光單元(8)通過頻閃觀測(cè)儀(4)為柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧攝影提供光源；所述發(fā)光單元(8)還通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)圖像采集處理系統(tǒng)(13)相連，所述計(jì)算機(jī)圖像采集處理系統(tǒng)(13)同時(shí)將觸發(fā)信號(hào)傳給發(fā)光單元(8)和數(shù)字CXD攝像機(jī)(12)，當(dāng)頻閃觀測(cè)儀(4)閃爍的同時(shí)數(shù)字CXD攝像機(jī)(12)同步拍攝柴油機(jī)缸內(nèi)的圖片；所述角標(biāo)儀(10)安裝在柴油機(jī)曲軸自由端的皮帶輪上，所述角標(biāo)儀(10)通過數(shù)據(jù)線與倍頻器和發(fā)光單元相串連，用于測(cè)定柴油機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)角；所述倍頻器通過設(shè)置其上的碼盤，可以對(duì)角標(biāo)儀(10)的信號(hào)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述頻閃槍(9)通過光纖連接至發(fā)光單元(8)，用于實(shí)現(xiàn)發(fā)光單元(8)發(fā)出的頻閃光頻率與柴油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧與燃燒動(dòng)態(tài)可視化測(cè)試裝置，其特征在于:所述內(nèi)窺鏡(3)是直徑為4mm的光學(xué)硬鏡，所述內(nèi)窺鏡(3)的鏡頭角度分為0° >30°、60°三種規(guī)格。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧與燃燒動(dòng)態(tài)可視化測(cè)試裝置，其特征在于:所述內(nèi)窺鏡3的光纖束頂端與冷卻空氣進(jìn)口接頭(33)連接,所述內(nèi)窺鏡(3)的光纖束底端設(shè)有出氣口(34)，所述內(nèi)窺鏡3的光纖束整體位于保護(hù)套管(32)內(nèi)，所述保護(hù)套管(32)通過其外壁上的螺紋旋入到柴油機(jī)測(cè)試缸缸蓋內(nèi)，所述保護(hù)套管(32)在與柴油機(jī)測(cè)試缸缸蓋水腔(35)接觸部位的螺紋上涂有耐高溫的密封膠(36)，所述保護(hù)套管(32)的底端設(shè)有透明且耐高溫的石英玻璃窗(37)，所述石英玻璃窗(37)既可以密封燃燒室(53)內(nèi)的燃?xì)猓挚梢员Ｗo(hù)內(nèi)窺鏡的底端鏡頭，所述保護(hù)套管(32)的頂端開有排氣口(38)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧與燃燒動(dòng)態(tài)可視化測(cè)試裝置，其特征在于:所述數(shù)字CXD攝像機(jī)(12)通過減震處理固定在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架旁邊的支架上，通過一個(gè)光學(xué)交接點(diǎn)和所述內(nèi)窺鏡3相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)缸內(nèi)噴霧與燃燒動(dòng)態(tài)可視化測(cè)試裝置，其特征在于:所述計(jì)算機(jī)圖像采集處理系統(tǒng)包含有參數(shù)設(shè)備模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、存儲(chǔ)模塊、圖像處理模塊、火焰溫度與碳煙計(jì)算模塊；所述參數(shù)設(shè)置模塊用來接收鍵盤輸入的相關(guān)測(cè)試參數(shù)；所述數(shù)據(jù)采集模塊用來采集缸內(nèi)噴霧與燃燒隨曲軸轉(zhuǎn)角變化的圖像信息數(shù)據(jù)；所述存儲(chǔ)模塊用來將試驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖像信息分別存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器的相應(yīng)數(shù)據(jù)文件中；所述圖像處理模塊用來對(duì)圖像大小、色調(diào)等進(jìn)行編緝與處理；所述火焰溫度與碳煙計(jì)算模塊用來利用雙色法的計(jì)算公式計(jì)算溫度與碳煙濃度分布。
【文檔編號(hào)】G01M15/05GK203745204SQ201320415955
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】寧海強(qiáng), 孫平, 梅德清, 胡鵬, 肖淑梅, 鄔齊敏, 賈和坤 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)