一种发动机燃烧过程中的附壁油膜测试方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种发动机燃烧过程中的附壁油膜测试方法和装置，属于发动机光学测试技术领域。包括一种发动机燃烧过程中的附壁油膜测试装置和该装置所依托的一种发动机燃烧过程中的附壁油膜测试方法；其中，在该装置中的光学发动机上，用上表面磨砂、下表面光洁的玻璃代替作为新活塞顶；用频闪脉冲激光器和高速相机和对燃烧过程中的附壁油膜进行照明和拍摄；通过燃烧过程中附壁油膜测试方法指导拍摄，最后获取附壁油膜在活塞表面不同时刻的面积二维分布特征。该装置和方法填补了目前发动机缸内燃烧过程中附壁油膜测试技术的空白，适用于发动机大部分运行工况和多种燃料，不区分单组份燃料还是多组份混合燃料。

An oil film test method and device for engine combustion process

The invention relates to a wall-attached oil film testing method and device in the combustion process of an engine, belonging to the technical field of engine optical testing. Includes a wall-attached oil film measuring device for engine combustion and a wall-attached oil film measuring method for engine combustion relying on the device, in which, on the optical engine of the device, a new piston head is replaced by a glass with a polished upper surface and a polished lower surface, and a stroboscopic pulse laser and a high-power laser. The camera illuminates and photographs the wall-attached oil film in the combustion process. The method of measuring the wall-attached oil film in the combustion process is used to guide the photography. Finally, the two-dimensional distribution characteristics of the wall-attached oil film on the piston surface at different times are obtained. The device and method fill up the blank of testing technology of wall-attached oil film in the combustion process of engine cylinder at present. It is suitable for most operating conditions and various fuels of engine without distinguishing between single-component fuel and multi-component fuel.

【技术实现步骤摘要】
一种发动机燃烧过程中的附壁油膜测试方法和装置
本专利技术涉及一种发动机燃烧过程中的附壁油膜测试方法和装置，属于发动机光学测试
技术背景近年来，随着能源和环境问题的日益严重，对于机动车的排放限制也日趋严格。近些年我国制定的排放法规中，碳烟颗粒物排放是重要的限制对象。发动机内产生碳烟的一个主要原因是喷入气缸的燃油没能很好地雾化，残留在活塞或气缸表面，形成附壁油膜。由于无法和空气充分接触，附壁油膜燃烧并不充分，会产生大量碳烟。对于柴油机而言，许多新型燃烧模式为了延长滞燃期，使燃油在燃烧前能有更多时间去和空气混合，多采用“早喷”策略，在进气冲程结束或更早的时刻喷油。此时活塞位于压缩冲程起始阶段，缸内密度和压力都较低，高压喷射的燃油运动过程中受到阻力很小，因此燃油很容易迅速到达活塞表面，形成附壁油膜。对于目前常见的缸内直喷汽油机，除了同柴油机一样，在活塞压缩起始点附近的“早喷”策略会形成附壁油膜外，“晚喷”策略也会造成附壁油膜。“晚喷”主要为了在火花塞附近形成足够浓度的混合气，来保证着火稳定性，在压缩冲程靠近上止点时喷油。此时活塞和光学发动机内置喷油器的距离很近，也可能产生附壁油膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机燃烧过程中的附壁油膜测试装置，其特征在于：包括发动机模块、光学模块和成像模块；其中，发动机模块是光学发动机，内置加长活塞以及置于加长活塞内部位于活塞顶正下方的45°反射镜；光学模块包括上表面磨砂、下表面光洁的玻璃；成像模块主要包括高速相机和频闪脉冲激光器；所述的发动机模块与上述光学模块相连；上述光学模块的输出是上述成像模块采集的光信号；在上述各模块中，发动机模块是实验的载体；光学模块用来接收成像模块中作为照明光源的频闪脉冲激光器发出的激光，使其作为入射光照射到上表面磨砂、下表面光洁的玻璃活塞顶，并反射回带有附壁油膜信息的光信号；成像模块中的高速相机接收并记录光信号，存储成图像，以...

【技术特征摘要】
1.一种发动机燃烧过程中的附壁油膜测试装置，其特征在于：包括发动机模块、光学模块和成像模块；其中，发动机模块是光学发动机，内置加长活塞以及置于加长活塞内部位于活塞顶正下方的45°反射镜；光学模块包括上表面磨砂、下表面光洁的玻璃；成像模块主要包括高速相机和频闪脉冲激光器；所述的发动机模块与上述光学模块相连；上述光学模块的输出是上述成像模块采集的光信号；在上述各模块中，发动机模块是实验的载体；光学模块用来接收成像模块中作为照明光源的频闪脉冲激光器发出的激光，使其作为入射光照射到上表面磨砂、下表面光洁的玻璃活塞顶，并反射回带有附壁油膜信息的光信号；成像模块中的高速相机接收并记录光信号，存储成图像，以用于附壁油膜特性分析。2.根据权利要求1所述的一种发动机燃烧过程中的附壁油膜测试装置，其特征在于：光学模块的安装及制作过程如下：将上表面磨砂、下表面光洁的玻璃代替作为新活塞顶，以粗糙上表面作为玻璃活塞上表面；其中，该玻璃的上表面粗糙度Ra≥2μm，使得上表面磨砂、下表面光洁的玻璃活塞顶表面在没有油膜附着时，返回高速相机的光信号较少；而在有油膜附着时，返回高速相机的光信号越强。3.一种发动机燃烧过程中的附壁油膜测试方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、频闪脉冲激光通过45°反射镜和上表面磨砂、下表面光洁的玻璃活塞顶，射入气缸内；步骤2、设置高速相机的曝光时间≤500ns；设置拍摄频率和频闪脉冲激光器同步，高速相机和频闪脉冲激光器的光轴夹角≤40°；步骤3、运行发动机模块中的光学发动机到指定转速K，但喷油器不进行燃油喷射；步骤4、高速相机和...

【专利技术属性】
技术研发人员：何旭，李彦凯，刘迪，刘福水，李向荣，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11