ZS195柴油机缸内燃烧温度场测量及分析.pdf

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1、2011年第l期(总第121期)内燃机与动力装置1．C．E&Powerplant2011年2月【试验研究】ZSl95柴油机缸内燃烧温度场测量及分析沈志峰。左承基(合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009)摘要：柴油机缸内燃烧温度场分布对柴油机的性能有着重要的影响，因此柴油机缸内燃烧温度场的测量对于分析优化柴油机性能有着重要的作用。本文简单介绍了三基色光学测温原理，通过高速图像摄影仪获得ZSl95柴油机缸内燃烧火焰图片，对火焰图片进行处理分析，得到了ZSl95柴油机缸内燃烧温度场的分布，为柴油机燃烧过程分析提供了有价值的信息。关键词：温度场

2、测量；柴油机；燃烧中图分类号：TK421．2文献标志码：A文章编号：1673—6397(2011)0l一0001—04MeasurementandAnalysisofIn·-cylinderTemperatureFieldforZS195DieselEngineSHENZhi—feng，ZUOCheng-ji(SchoolofMachineryandAutomobileEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：In—cylindercombustiontemp

3、eraturefielddistributionofdieselenginehasanimpor-tantinfluenceondieselengineperformance，thereforein—cylindertemperaturefieldmeasurementofdieselengineisimportanttoanalyzeandoptimizeofdieselen矛neperformance．Thispaperintro·ducesthreeprimary—coloropticalpyrometrictheory，andobtainsi

4、n—cylindercombustionflamepicturesofZSI95dieselenginewithhigh—speedpicturecameras，processesandanalysesthisflameietures．Thecollectedin—-cylindercombustiontemperaturefielddistributionofZSl95dieselengineprovidesvaluableinformationfordieselenginecombustionprocessesanalysis．KeyWords：

5、TemperatureFieldMeasurement；DieselEngine；Combustion引言柴油机缸内燃烧过程分析一直是内燃机研究的一个重要方向。目前传统的研究方法有利用压力传感器的示功I冬j法，以及结合现代计算机技术对缸内气体的流动及燃烧过程进行模拟的CFD法。但是示功图及燃烧放热规律只能给出整个燃烧过程的平均描述，并不能给ff；燃烧，拳内在某一瞬间、某一区域的燃烧特性，尤其足很难给fl{燃烧过程的温度信息；同时发动机内的燃烧f’uJ题涉及到燃油的雾化、蒸发、混合、流动、燃烧等物理过程，而燃烧过程又十分迅速，在现有模型的基础上是很难用

6、计算机准确的模拟出各方面的性质⋯。近年来，柴油机缸内燃烧温度场测聩技术的发展为内燃机燃烧过程研究中对窄间解析和时f．1解析的高难度要求提供了手段。本文运用了目前先进的光学测温方法——三基色法，对ZSl95柴油机缸内燃烧过程进行温度场测绩，得到了温度场分布，结果钉助于柴油机燃烧过程分析。1三基色测温原理简介三基色测福矗法是以彩色三綦色原理、普朗克辐射定律和最4、----乘法为肇础建，证的。基金项目：国家自然科学基金资助，项11批准号：50776027作者简介：沈忠峰(1986一)．男，安徽合肥人，在读研究生，主要研究方向为内燃机工作过程。·2·内燃机与

7、动力装置2011年2月研究表明，对色彩的复现在技术卜的实现过程是任选i种相曩独立(线性无关)的基色(红，绿，蓝)，将它们按不同的比例混合，从而引起不同的彩色感觉。这就是彩色三基色原理。普朗克定律描述了一般物体的辐射及其分布。C．E(A，r)28x可而砖而可(1)式(1)中，C。、G分别为普朗克第一常数和第二常数，E(A，r)为单色辐射功率，F为绝对温度，占、为单色发射率，A为波长。物体单色发射率为温度和波长的函数：占^=以A，r)(2)对遵守普朗克辐射定律的一般物体其彩色光色系数可利用分布色系数方程计算，式中的r(A)、g(A)、b(A)为对应A下的

8、分布色系数值：肛e“¨吼可面葫卧G2上加g(A)占-x可i；i灭赫dA(3)B2上∞6(A)占·x可i言ii