汽油机燃烧火焰辐射光谱的试验的研究.pdfVIP

汽油机燃烧火焰辐射光谱的试验研究 陈小迅王仲芝安承武盛凯夫金国栋 (尔风汽1：公r_华q，理j：人学) 摘要研制7一套由带蓝宝石探头的光纤侍感器和OMA4光多通道分析仪组 成，光谱测量重复性好、信噪比高和测量效率高的汽油机燃烧火焰辐射光谱删量 系统。压用该系统在可见光区对一台二冲程汽油机燃烧过程进行了测量研究．燃 用舍机油的汽油在着火时刻的火焰特征光谱及其与燃用纯汽油在着火时刻的火焰 31nm)．c2(5l7nm) 特征光谱的明显区别，证实了纯汽油燃烧过程中火焰光谱中c}I(4 和H20(589nm)重要中间产物的特征光谱的存在，稀混合气足焰光谱由分离的带光 谱构成，而浓混合气光谱中不仅存在分离的带光谱而且存在固体粒子热辐射的连 续光谱。 关键词 光纤传感器 辐射光谱 燃烧火焰 汽油机 1 日U晶 燃烧火焰辐射光谱中蕴涵着{i寓的燃烧化学反麻信息，通过火焰辐射光讲删对分析”f以 f究内燃机燃烧化学反应，探讨彳|害气体生成及其抑制机理。近年米，I自外不断报道有芙各 种自由基的特，怔光谱的光强变化规{#的研究，以及利1tJ光谱规律发展燃烧及排放控制披 工、．冲 采川O’IA4光多通道分忻仪建证一套汽油帆火焰辐射光谱洲封系统，心川该系统对 枰汽油机的燃烧火焰辐射光谱进行了洲崔研究。 2 试验装鼍 2．1试验用汽油机 rM10的迎扎，便 选择一仃单缸立式风拎--iq拌小删发lU机绷川汽油机，托其缸盖上加I j安皱采光探头及光纤传感器。其j：耍参数如1-： 州·j：DF750； 缸静：50mm： 2ink： 冲辩：48ram： 排牮：94 额定功率：750W： 压缩比：65：l： 371 额定转速：3000r／min； 点火提前：230cA： 试验用油：908RON汽油 机油：15W／30DC。 圈1 火焰发射光光谱测量系统框图 22试验用测量系统简介 图l为试验所用火焰发射光光谱测量系统框图。采用美国普林斯顿麻片j研究公司 mm× (PARC)制造的OMA4光多通道分析仪进行光谱测量。该分析仪由光栅狭缝为0．075 14mm、光谱分辨率为0．5rim的衍射光栅，一次曝光像元为512像元的CCD探测器，可在 O～Bms范围内任意设定采样延迟时问、脉宽10～50ns的电子快门及高压电源组成。 新研制的带蓝宝石镀膜的采光探头的光纤传感器用丁采集燃烧火焰辐射光谱，文献 [5]己介绍过。其中．探头止对火花塞安装，光纤传感器耦合准直透镜形成出射端经适配 器连接在OMA4的光栅狭缝处。自制的满足OM4快¨外触发信号要求的点火，言号脉冲发生 器用于提供OMA4测量正刚控制。386微机用于监视数据采集、存储和事后数据分析。 2．3采用OMA4的光多通道检测的优点 本次试验研究之前，曾经采州单色仪进行过汽油机火焰发射光谱测量Ⅲ，对比单色 仪，OMA4用丁-汽油机火焰光谱测量具有光谱测最重复性鲫=、信噪比高和测量效率高等优点。 0MA4的每一个像元通道相当丁单道光学检测系统中的光电倍增管(PMTJ，微通道增 强器(MCP)起倍增管的作j{=|。因此多通道与单道之间的首要区别为：对丁空间分布的一 系列的光信号(以常用的光谱分析为例：就是色散