在內(nèi)燃機研究領域,節(jié)能減排是目前的主要發(fā)展方向。缸內(nèi)直噴汽油機憑借其出色的性能得到了乘用車市場的認可,但是其微粒排放過高,對人體健康和環(huán)境有很大影響。微粒的主要成分是碳煙,對于碳煙形成原因及相關控制策略的研究,很大程度上依賴于對火焰內(nèi)部碳煙的實時觀測。近年來,以激光誘導熾光法為代表的激光診斷技術,作為一種非介入式的光學手段,可以在不干擾燃燒的情況下測量火焰中瞬態(tài)碳煙分布。本文采用基于雙色法的激光誘導熾光法（2C-LII）作為測量手段對GDI汽油機缸內(nèi)的碳煙濃度分布情況進行探究。相關研究表明,醇類等替代燃料的內(nèi)部含氧特性對改善微粒排放有著積極作用,為此本文選取乙醇為研究對象,詳細探究乙醇摻混比對GDI汽油機缸內(nèi)碳煙濃度分布及微粒排放特性的影響。本文基于能量守恒和質(zhì)量守恒定律建立了激光誘導熾光法測量碳煙顆粒參數(shù)的模型,對激光加熱過程中碳煙顆粒的溫度變化進行仿真計算,包括碳煙顆粒吸收激光能量引起的內(nèi)能增加過程,以及高溫顆粒與周圍環(huán)境氣體之間發(fā)生的熱傳導、升華、熱輻射等熱損失過程。然后將建立的模型與已發(fā)展的K-R模型、Liu模型和Michelsen模型進行對比分析。不同模型的差異主要集中在熱損... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

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各地本地排放源中機動車源對細顆粒物濃度的貢獻

第1章緒論3低碳煙排放，為了達到這個目標，對發(fā)動機缸內(nèi)碳煙進行精確的時間、空間解析就顯得尤為重要。光學診斷技術測試精度高，在測量過程中不干擾被測對象，為發(fā)動機缸內(nèi)碳煙測試提供了強有力的支持。消光法、雙色法和激光誘導熾光法是目前常用于發(fā)動機缸內(nèi)碳煙診斷的幾種光學技術[16]。1.2.1消光法消光法（LaserExtinctionMethod，LEM）的原理最早是由PierreBouguer提出的，AugustBeer對其進行了完善。消光法的基本原理如圖1.2所示[17]。圖1.2消光法測試原理碳煙是一種吸收能量比較強的介質(zhì)，使用激光光束穿過碳煙粒子云團時，由于碳煙顆粒對光的吸收作用，會消耗一部分激光光束的能量，導致檢測到的出射激光能量有所減少。穿過碳煙粒子云團前后的光強變化可以用Lambert-Beer公式描述：=0exp[2Im(212+2)∫∞0()2]……………………(1.1)式中，0表示入射激光強度，表示光程長度，表示粒子直徑，表示碳煙粒子的數(shù)目，碳煙體積分數(shù)Cv為:=6Llm(212+2)ln(0)…………………………….(1.2)激光入射強度已知時，通過檢測激光穿過碳煙粒子云團后的光強，可計算得出碳煙體積分數(shù)。1.2.2雙色法

第1章緒論5圖1.3雙色法實驗裝置示意圖1.2.3激光誘導熾光法消光法和雙色法是對碳煙進行光程方向的測試，得到的是一個光程方向的平均結(jié)果，不具備位置分辨能力。在實際的燃燒過程中，碳煙的分布是不均勻的，利用激光誘導熾光法(laserinducedincandescence,LII)可以得到具有時間、空間分辨率的碳煙參數(shù)。Melton認為，受到高能脈沖激光照射后，火焰中的碳煙顆粒從火焰溫度（約2200K）被迅速加熱到碳煙顆粒氣化溫度（約4000K），高溫的碳煙顆粒輻射出熾光信號，根據(jù)黑體輻射定律，在合適的檢測波長范圍內(nèi)，可以忽略火焰輻射。激光能量達到一定值后，熾光信號與激光照射范圍內(nèi)的碳煙體積分數(shù)成正比[18]。典型的LII信號示意圖如圖1.4所示[19]。圖1.4LII信號隨時間變化的曲線發(fā)動機缸內(nèi)碳煙測試的典型LII系統(tǒng)如圖1.5所示[20]。脈沖激光器發(fā)出532nm的激光，柱面透鏡組將點光源轉(zhuǎn)變?yōu)榧す馄猓ㄟ^透明缸套射入氣缸內(nèi)。利用帶有濾光片

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3374400