二冲程LPG直喷发动机激光诱导荧光法(PLIF)可视化装置的设计.pdf

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1、第33卷第1期2016年2月内燃机与动力装置I．C．E&PowerplantV01．33No．1Feb．2016【设计开发】二冲程LPG直喷发动机激光诱导荧光法(PLIF)可视化装置的设计刘保龙(山东建筑大学机电工程学院，山东济南250101)摘要：现有的二冲程缸内可视化方法是安置内窥镜方式，存在着观测视角小，喷雾时光线暗、不能清楚地观察喷雾和燃烧过程等缺点。本文介绍了一种基于二冲程直喷发动机的可视化装置，本装置采用激光诱导荧光法(PLIF)对发动机燃烧室进行观察。依据模型对发动机的气缸盖、气缸、活塞、工作系统进行了设计，将气

2、缸盖的排气口改装成直喷喷油嘴，排气口开在气缸壁上，更改进气门凸轮机构使之配合二冲程排气口，活塞加长且开有镂空长槽，安置450反光镜。可视化工作系统包括光学发动机、喷油系统、控制系统、拍照系统、激光器。加工安装形成发动机可视化装置，然后对燃料的喷雾燃烧进行观察。关键词：二冲程；可视化；激光诱导荧光法；直喷中图分类号：TN247文献标志码：A文章编号：1673—6397(2016)01—0030—04DesignofPLIFVisualizationSystemforWallGuidedLPGTwo——strokeDIEngine

3、sLIUBao—·long(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，ShandongJianzhuUniversity，Jinan250101，China)Abstract：Thecurrentmodeoftwo—strokeandin—cylindervisualizationistoinstallaendo—scopic，whichhassomeshortcomings，suchassmallobservationperspective，dimlight，failuretocl

4、earlyobservethesprayandcombustionprocesses．Basedonthevisualizationsystem，thispaperpresentsatwo—strokeDIengine．ThedeviceusesPlanarLaser—inducedFluorescencefPLIF)toobservethecombustionchamberoftheengine．Basedonthemodelofthecylinderhead，cylinder，piston，theworkingsystem

5、oftheengineisdesigned．Directinjectionnozzlewillreplacethecylinderheadexhaustport．Exhaustportsarearrangedonthecylinderwall．Thevalvecammechanismwaschangedtomatchwiththetwo—strokeexhaustport．Pistonsareextendedandopenedwithahollowelongatedslot．Thereisa45。mirrormounted．T

6、heVisualizationworkingsystemconsistsofanopti-calengine，afuelinjectionsystem，acontrolsystem，acamerasystemandalaser．Aftertheinstal—lationoftheenginevisualizationdevice，itisusedtoobservethefuelspraycombustion．KeyWords：Two—stroke；Visualization；PlanarLaserInducedFluoresc

7、ence；DI基金项目：国家自然科学基金项目(51376113)作者简介：刘保龙(1988一)，在读硕士，主要从事汽车发动机等方面的研究。收稿日期：2016—0l一1l2016年第1期刘保龙：二冲程LPG直喷发动机激光诱导荧光法(PLIF)可视化装置的设计引言汽车已成为人们日常生活不可或缺的交通工具，但也带来了石油能源危机和环境污染。电动车及增程式电动汽车模式是重要的发展方向。与纯电动汽车相比增程式电动汽车更具有优势，其主要的优点：延长电池的寿命，小功率发动机固定工况工作，行程大不必另建充电站。小功率发动机选用二冲程发动机，因

8、为与四冲程汽油机相比，二冲程汽油机具有转速高、比功率大，结构简单、紧凑等优点。二冲程缸内直喷发动机转速高(4800r／min)，为了形成分层混合气，若采用在关闭排气口后的压缩过程中后期汽油喷射时，也存在着汽油喷束来不及蒸发汽化的担心，而车用LPG(GB19159—2003)沸