[发明专利]一种发动机用喷油器喷雾空间形貌测试方法及测试装置

说明书

本发明适用于发动机测试技术领域，公开了一种发动机用喷油器喷雾空间形貌测试方法及测试装置。测试方法包括以下步骤：将燃料通过喷油嘴喷入定容装置形成喷雾；在距离喷油嘴不同位置处，通过激光装置产生的片光激光照射喷雾的截面，且同时通过成像装置对片光激光照射的喷雾截面进行成像，得到多组喷雾截面图像并合成三维喷雾形貌数据。测试装置包括定容装置、用于产生片光激光的激光装置、成像装置和用于将各喷雾截面图像合成三维喷雾形貌数据的控制处理装置。本发明所提供的通过一种发动机用喷油器喷雾空间形貌测试方法及测试装置，测试效率高、测试效果佳，可为发动机燃烧系统设计提供更为精确的边界条件，提高燃烧系统的开发工作效率。

技术领域

本发明属于发动机测试技术领域，尤其涉及一种发动机用喷油器喷雾空间形貌测试方法及测试装置。

背景技术

发动机是目前应用最为广泛的热功转化装置之一，由于发动机需要利用已混合好的燃油和空气的混合物自燃或点燃着火释放能量实现化学能向机械能的转化，燃油与空气混合过程是至关重要的步骤之一。在油气混合控制设计中，燃料喷雾的喷射状态又是主要影响因素。

由于发动机喷雾特性对油气混合气形成有直接影响，进而作用于燃烧及排放污染物生成过程，因此喷雾质量对发动机工作过程具有至关重要的影响。当前在发动机技术研究领域中，具体地在发动机喷雾特性研究方面，普遍采用高速摄影的方法来辨别喷油器喷雾特性设计的优劣，该测试方法具有较高的普适性和便利性，能够利用较低的成本及更为简洁的配置实现对喷射持续期短至0.8ms的喷雾进行宏观尺寸测量。由于发动机中的喷雾是处于一个快速变动的流动场环境中，喷雾的三维空间形貌对混合形成也必然产生显著影响。但对于传统高速摄影方法，受限于成像原理，只能实现喷雾的二维投影形状测量，不能对立体空间的形貌进行分析。

综上，传统喷雾设计开发过程常采用高速成像的方法快速获取喷雾的几何形态，但通过该方法获得的喷雾形态主要是二维的平面投影，若需要喷雾不同方向上的几何形态需要重新利用高速成像方法对不同方向上的形态进行重复测量，效率相对较低。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种发动机用喷油器喷雾空间形貌测试方法及测试装置，其测试效率高、测试效果佳。

本发明的技术方案是：一种发动机用喷油器喷雾空间形貌测试方法，包括以下步骤：

制备用于测试的燃料和连接有喷油嘴的定容装置；

所述燃料通过喷油嘴喷入所述定容装置形成喷雾；

在距离所述喷油嘴不同位置处，通过激光装置产生的片光激光照射所述喷雾的截面，且同时通过成像装置对所述片光激光照射的喷雾截面进行成像，得到多组喷雾截面图像；

将多组所述喷雾截面图像合成三维喷雾形貌数据。

可选地，采用ICCD相机作为成像装置对所述片光激光照射的喷雾截面进行成像。

可选地，在距离所述喷油嘴不同位置处对喷雾截面进行成像的过程中，所述激光装置和所述成像装置同步沿远离所述喷油嘴的方向移动；或，所述定容装置移动使片光激光照射至不同位置的喷雾并使所述成像装置对相应不同位置的喷雾进行成像。

可选地，所述成像装置每次对喷雾截面成像时，所述激光片光始终处于所述成像装置的焦平面内。

可选地，所述喷油嘴喷油时触发同步控制信号，所述同步控制信号控制所述激光装置发射激光片光并控制所述成像装置对喷雾进行成像，然后，控制所述激光装置和成像装置同步向远离喷油嘴的方向移动设定步距，直至完成预定区间内的成像。

可选地，所述燃料为体积比9：1的异辛烷和丙酮混合物。

本发明还提供了一种发动机用喷油器喷雾空间形貌测试装置，包括定容装置，所述定容装置连接有用于喷射燃料并形成喷雾的喷油嘴；