柴油光学发动机的设计及其可视化应用研究

以一台直列四缸柴油机为原型,设计开发了一台压燃式光学发动机.该光学发动机可以在1200 r/min的转速下运行,采用电控共轨高压喷射系统,喷射压力和波形灵活可调.全透明石英气缸和活塞上的石英视窗提供了更为广阔的视野,为下一步激光测试奠定了基础.采用气动装置进行密封和快速拆卸,不但提高了石英气缸的安全性能,也使清洁视窗的时间缩短到10 min,大大提高了光学发动机的使用效率.在此光学发动机上采用高速摄影和双色法开展生物柴油燃烧特性研究,验证了光学发动机的可靠性和实用性.研究结果表明:采用高压喷射共轨系统,在分段喷射条件下,生物柴油燃烧火焰的亮度、分布区域和高温(2000 K以上)强辐射面积均小于柴油火焰.生物柴油由于自身含氧特点,在抑制碳烟生成和改善碳烟后期氧化方面同时发挥着作用.