在過去的十年中,因為柴油發動機有更高的效率、燃油經濟性和安全穩定性而在發動機工業中開拓出大量的市場。直噴式柴油發動機逐漸取代了間接噴射發動機,直噴式柴油發動機的主要優點是減少了燃油消耗以及具有良好的特性扭矩曲線。此外,通過使用渦輪增壓,即使對于中小型DI柴油機也可以提供火花點火的特定制動功率。
然而,鑒于最近的限制性法規,污染物排放是柴油發動機發展中的關鍵問題。大部分污染物排放是在其啟動和預熱期間產生的,這些排放通常是由于在這些條件下難以獲得穩定和有效的燃燒而引起的。為了DI柴油機的正常運行,當將燃料噴射到燃燒室中時,必須預熱塞才能達到所需的熱工況。但是,預熱塞需要從電池中消耗大量電能。
圖為紅外熱像儀下的活塞
在紅外熱像儀的研究中,首次通過紅外熱像儀技術對兩個不同塞進行了表征。與其他常規測量技術(例如熱電偶或熱阻)相比,紅外熱像儀技術具有可對任何溫度變化提供即時響應的優勢。此外,紅外熱像儀技術是一種非接觸方式的工具,用于表征諸如汽車的預熱塞之類的小元件。否則,幾乎不可能在實際操作條件下測量塞溫度,因為插入熱電偶會改變傳熱條件。其次使用紅外熱像儀能直觀的看出活塞熱量分布情況。
圖為紅外熱像儀下的塞子蓋溫度
此次使用的紅外熱像儀為:L-P17D 手持式紅外熱像儀
對比兩個不同的預熱塞進行了紅外熱像儀研究。已經測量了活塞的尖端和汽缸蓋的溫度,開發出一個統一的溫度模型,并與測量結果非常吻合。該模型提供了一個有用的工具,可以量化傳熱損失并比較兩種塞的設計。
參考資料:
- Royo, M.A. Albertos-Arranz, J.A. Cárcel-Cubas, et al. Thermographic study of the preheating plugs in diesel engines. Applied Thermal Engineering. 37:412-419, 2012.