一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)及其工作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)，主要包括：氣瓶(1)、油泵和電機(4)、油箱(5)、電磁閥(6)、噴油器(7)、氙燈(8)、定容燃燒彈(9)、高速攝像機(10)、背景條件控制柜(11)、控制計算機(12)、ECU單元(13)。本發(fā)明還提供了上述一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)的工作方法，通過氣瓶(1)、壓力調(diào)節(jié)閥(2)，將特定體積比例的O2/CO2氣體通入定容燃燒彈(9)并調(diào)整其內(nèi)部壓力及溫度來模擬柴油壓燃著火工況，然后通過控制計算機(12)控制油泵和電機(4)將柴油噴入定容燃燒彈(9)實現(xiàn)柴油著火。同時控制計算機(12)控制高速攝像機(10)將柴油著火過程拍攝下來。為研究柴油在O2/CO2環(huán)境下的著火機理及著火與熄火邊界的問題提供了重要的基礎數(shù)據(jù)。
【專利說明】
一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)及其工作方法
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明屬于柴油機技術(shù)領域，具體涉及一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油機作為一種機械動力源，因動力性好、功率大、壽命長以及良好的經(jīng)濟性等優(yōu)點，一直以來都是研究的熱點。但隨著科技的發(fā)展及環(huán)保法規(guī)的日趨嚴格，其尾氣排放量較高的缺點成為了限制其發(fā)展的主要問題。
[0003]目前，柴油機缸內(nèi)燃燒的光學測試是研究柴油著火過程及相關機理的有效手段之一?？梢暬瘻y試技術(shù)是光學測試技術(shù)中重要基礎技術(shù)之一，可視化指的是利用儀器把柴油機缸內(nèi)燃燒過程的光學信號轉(zhuǎn)化為圖像等來進行分析處理和相關研究?？梢圆捎酶咚贁z影來研究柴油的著火和燃燒過程的影響，也可以研究不同燃料對碳煙生成的影響。其結(jié)果數(shù)據(jù)多為具有直觀性圖像，對柴油燃燒場的干擾為零。
[0004]本發(fā)明著重對光學測試方法進行了系統(tǒng)性研究，依托于定容燃燒彈設計了一套研究柴油著火的光學測試系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了研究柴油在02/C02環(huán)境下著火過程，設計了一套依托于定容燃燒彈的研究柴油著火光學測試系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明提供了一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)，主要包括氣瓶、油栗和電機、油箱、電磁閥、噴油器、氙燈、定容燃燒彈、高速攝像機、背景條件控制柜、控制計算機、ECU單元；
[0007]氣瓶經(jīng)電磁閥與定容燃燒彈連接；
[0008]電磁閥連接背景條件控制柜；
[0009]定容燃燒彈下部設置有加熱瓦;背景條件控制柜連接定容燃燒彈的加熱瓦；
[0010]氙燈與高速攝像機對置于定容燃燒彈兩側(cè)；
[0011 ]油箱連接噴油器，噴油器伸至定容燃燒彈內(nèi)；
[0012 ]油箱與噴油器之間連接有油栗和電機；
[0013]控制計算機分別連接高速攝像機和ECU單元；
[0014]E⑶單元分別連接油栗和電機、噴油器、高速攝像機。
[0015]作為優(yōu)選，氣瓶中存儲有特定體積比例的02/C02混合氣體。
[0016]進一步地，定容燃燒彈上部為透明容器。
[0017]進一步地，氣瓶與電磁閥之間的氣體管路上依次連接有壓力調(diào)節(jié)閥和壓力表。
[0018]本發(fā)明還提供了上述一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)的工作方法:
[0019]在進行柴油著火實驗時，首先背景條件控制柜控制電磁閥向定容燃燒彈進氣；
[0020]同時背景條件控制柜控制定容燃燒彈中的加熱瓦進行加熱；
[0021 ]控制計算機通過E⑶單元控制油栗和電機來升高噴油壓力；
[0022]當定容燃燒彈內(nèi)溫度和壓力以及噴油壓力達到柴油著火實驗要求時，控制計算機發(fā)出指令，通過ECU單元控制噴油器進行噴油；
[0023 ]同時E⑶單元控制高速攝像機的觸發(fā)；
[0024]隨后高速攝像機將拍攝的結(jié)果傳回控制計算機進行存儲，從而實現(xiàn)了對柴油噴射、著火過程的完整記錄。
[0025]進一步地，進氣過程中，背景條件控制柜控制電磁閥調(diào)整其閥口開度來調(diào)整進氣速度和進氣量，使得進氣更加穩(wěn)定
[0026]進一步地，在柴油著火實驗過程中開啟氙燈。
[0027]本發(fā)明是通過背景條件控制柜控制定容燃燒彈的背景條件來滿足實驗要求，并通過控制計算機控制油栗和電機、ECU單元、和噴油器來實現(xiàn)柴油的噴射著火，并控制高速攝像機進行拍攝，從而實現(xiàn)了對柴油噴射著火過程的完整記錄。
[0028]采用本發(fā)明可以用背景條件控制柜遠程調(diào)控向容燃燒彈的背景條件，保障實驗人員安全。并且ECU單元可以根據(jù)噴油器的觸發(fā)延遲時間控制高速攝像機的觸發(fā)，減少無用的拍攝數(shù)據(jù)，提高了實驗效率。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明的總體方案流程圖。
[0030]圖中:1、氣瓶;2、壓力調(diào)節(jié)閥；3、壓力表;4、油栗和電機;5、油箱;6、電磁閥；7、噴油器;8、氙燈;9、定容燃燒彈；1、高速攝像機;11、背景條件控制柜；12、控制計算機;13、ECU單
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【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述:
[0032]本發(fā)明提供了一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)，主要包括氣瓶1、油栗和電機4、油箱
5、電磁閥6、噴油器7、氙燈8、定容燃燒彈9、高速攝像機10、背景條件控制柜11、控制計算機12、E⑶單元13A⑶單元13即柴油機的整車電氣控制單元，為常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)。
[0033]其中，氣瓶I中存儲有特定體積比例的02/C02混合氣體。
[0034]定容燃燒彈9上部為透明容器，下部設置有加熱瓦。
[0035]參見附圖1所示，氣瓶I經(jīng)電磁閥6與定容燃燒彈9連接。氣瓶I與電磁閥6之間的氣體管路上依次連接有壓力調(diào)節(jié)閥2和壓力表3。
[0036]電磁閥6連接背景條件控制柜11。同時背景條件控制柜11連接定容燃燒彈9的加熱瓦。
[0037]氙燈8與高速攝像機10對置于定容燃燒彈9兩側(cè)。
[0038]油箱5連接噴油器7，噴油器7伸至定容燃燒彈9內(nèi)，為定容燃燒彈9提供霧化柴油。油箱5與噴油器7之間連接有油栗和電機4。
[0039]控制計算機12分別連接高速攝像機10和E⑶單元13。
[0040]E⑶單元13分別連接油栗和電機4、噴油器7、高速攝像機10。
[0041]在本發(fā)明中，背景條件控制柜(11)控制電磁閥(6)向容燃燒彈(9)進氣，同時控制容燃燒彈(9)中的加熱瓦進行加熱，從而模擬實驗所要求的柴油著火工況。
[0042]本發(fā)明還提供了上述一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)的工作方法，具體描述如下。
[0043]根據(jù)流程圖1，在進行柴油著火實驗時，首先背景條件控制柜11控制電磁閥6向定容燃燒彈9進氣來升高其內(nèi)部壓力，進氣過程中背景條件控制柜11可控制電磁閥6調(diào)整其閥口開度來調(diào)整進氣速度和進氣量，使得進氣更加穩(wěn)定；同時背景條件控制柜11控制定容燃燒彈9中的加熱瓦進行加熱;控制計算機12通過ECU單元13控制油栗和電機4來升高噴油壓力；當定容燃燒彈9內(nèi)溫度和壓力以及噴油壓力達到實驗要求時，控制計算機12發(fā)出指令，通過E⑶單元13控制噴油器7進行噴油，同時E⑶單元13會根據(jù)噴油器7的觸發(fā)延遲時間控制高速攝像機10的觸發(fā)，即保證噴油與攝像同步，隨后高速攝像機10將拍攝的結(jié)果傳回控制計算機12進行存儲，從而實現(xiàn)了對柴油噴射著火過程的完整記錄。在柴油著火實驗過程中開啟氣燈8。
[0044]本發(fā)明的背景條件控制柜11可遠程調(diào)控定容燃燒彈9的進行實驗，保障實驗人員安全。
[0045]本發(fā)明的系統(tǒng)可以進行高速攝影，將柴油噴射著火過程進行完整的記錄，為研究柴油著火提供了重要的基礎數(shù)據(jù)。同時還可以通過改變氣瓶中氣體組分，來研究不同氣體環(huán)境下柴油的著火過程。
[0046]本發(fā)明不限于以上對實施例的描述，本領域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明揭示的內(nèi)容，在本發(fā)明基礎上不必經(jīng)過創(chuàng)造性勞動所進行的改進和修改，比如ECU單元的選擇設置等，都應該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)，主要包括氣瓶(I)、油栗和電機(4)、油箱(5)、電磁閥(6)、噴油器(7)、氙燈(8)、定容燃燒彈(9)、高速攝像機(10)、背景條件控制柜(11)、控制計算機(12)、ECU單元(13);其特征在于: 氣瓶(I)經(jīng)電磁閥(6)與定容燃燒彈(9)連接；電磁閥(6)連接背景條件控制柜(11);定容燃燒彈(9)下部設有加熱瓦，背景條件控制柜(11)連接定容燃燒彈(9)的加熱瓦;氙燈(8)與高速攝像機(10)對置于定容燃燒彈(9)兩側(cè)；油箱(5)連接噴油器(7)，噴油器(7)伸至定容燃燒彈(9)內(nèi)；油箱(5)與噴油器(7)之間連接有油栗和電機(4);控制計算機(12)分別連接高速攝像機(10)和ECU單元(13) ;ECU單元(13)分別連接油栗和電機(4)、噴油器(7)、高速攝像機(1)02.根據(jù)如權(quán)利要求1所述的一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)，其特征在于:氣瓶(I)中存儲有02/C02混合氣體。3.根據(jù)如權(quán)利要求1所述的一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)，其特征在于:氣瓶(I)與電磁閥(6)之間的氣體管路上依次連接有壓力調(diào)節(jié)閥(2)和壓力表(3)。4.根據(jù)如權(quán)利要求1所述的一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)，其特征在于:定容燃燒彈(9)上部透明。5.—種柴油著火的光學測試系統(tǒng)的工作方法，基于權(quán)利要求1-4任一項所述的一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)，其特征在于，在進行柴油著火實驗時: 首先背景條件控制柜(11)控制電磁閥(6)向定容燃燒彈(9)進氣；同時背景條件控制柜(11)控制定容燃燒彈(9)中的加熱瓦進行加熱;控制計算機(12)通過ECU單元(13)控制油栗和電機(4)來升高噴油壓力；當定容燃燒彈(9)內(nèi)溫度和壓力以及噴油壓力達到柴油著火實驗要求時，控制計算機(12)發(fā)出指令，通過ECU單元(13)控制噴油器(7)進行噴油；同時ECU單元(13)控制高速攝像機(10)的觸發(fā);隨后高速攝像機(10)將拍攝的結(jié)果傳回控制計算機(12)進行存儲，從而實現(xiàn)了對柴油噴射、著火過程的完整記錄。6.根據(jù)如權(quán)利要求5所述的一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)的工作方法，其特征在于:進氣過程中，背景條件控制柜(11)控制電磁閥(6)調(diào)整其閥口開度來調(diào)整進氣速度和進氣量。7.根據(jù)如權(quán)利要求5所述的一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)的工作方法，其特征在于:在柴油著火實驗過程中開啟氙燈(8)。8.根據(jù)如權(quán)利要求5所述的一種柴油著火的光學測試系統(tǒng)的工作方法，其特征在于:背景條件控制柜(11)實現(xiàn)遠程控制。
【文檔編號】G01M15/10GK105842282SQ201610270345
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】劉永峰, 趙天朋, 秦建軍, 裴普成, 姚圣卓
【申請人】北京建筑大學