发动机燃烧过程模拟研究综述

烧室中的火花点火燃烧过程, 定性分析燃料燃烧时的火焰形态和变化过程, 以及燃烧室内的初始压力和空燃比对火焰传播速度及其燃烧压力的影响, 揭示了预混合燃料在定容燃烧室内燃烧时火焰初期紊流产生的机理, 及由开始的层梳状火焰发展到湍流状火焰的过程。光学纹影技术和高速摄影法的使用,能够方便、准确地观察和记录燃料在定容燃烧室中的整个燃烧过程,为后期对燃烧过程的分析、研究提供可靠而直观的资料。发动机燃烧过程模拟研究综述 10 图 11 激光纹影法试验装置图 3.2.2 激光剪切干涉法激光剪切干涉法测温的基本原理是:准直光通过被测温度场后, 温度变化引起折射率变化, 从而使光波波面发生变化, 经剪切镜将被测光波波面剪切成两部分, 然后再叠加在一起, 在重叠区域发生干涉, 干涉条纹与两波面的光程差对应。由实验测得干涉条纹即可推算出温度场的分布[24] 。剪切干涉原理示意图如图 12 所示。采用激光干涉法测取了实际火花点火发动机燃烧室内的干涉图像, 对获取的图像利用软件进行分析,可以得到缸内二维燃烧温度场,估测火焰传播速度等等。图 12 激光剪切干涉法原理图此种发放抗震性强,光路简单,是内燃机燃烧的一种比较实用的技术,对剪切图像进行处理,能够进行燃烧温度场的定量分析。各种燃烧可视化方法, 都是通过在燃烧模拟设备上预置观察窗口, 利用各种不同的原理进行光学信息的采集, 或者通过高速摄影设备进行燃烧图像的快速大量的拍摄。再对所得图像进行处理和分析, 从而得到燃烧室内各种边界条件以及燃烧温度场、压力等的参数,对发动机燃烧进行分析。发动机燃烧可视化是研究其燃烧过程最先进、最有效的实验手段之一, 一方面可以系统、深人地了解燃烧发生、发展的特征规律, 进一步加深对柴油机燃烧过程的的理解; 另一方面, 结合实际柴油机进气组织、喷雾及燃烧室结构来开展这方面的研究, 能够为柴油机燃烧系统的评价和改进提供依据。