柴油机由于其良好的经济性和动力性成为内燃机中使用最多的一种，其喷雾燃烧过程的性能优越决定着柴油机的整体机械性能，柴油机在排放性能上的好坏是由喷雾过程和燃烧室的匹配来决定的，因此，为了减少柴油机废气排放，必须把重点放在喷雾和燃烧的研究上。

科研人员对于柴油喷雾燃烧的研究从未停止过脚步，虽然取得了一些成果，但鉴于喷雾燃烧问题的复杂性，还是有很多未能解决的问题，这也正是科学界积极研究的问题。

柴油机喷雾过程发生在极短的时间内，并且是一个动态问题，如果想用试验方法在瞬间捕捉这个过程几乎是不可能实现的。柴油机喷雾过程有很多影响因子，喷油器的型号、喷雾温度、压力、喷射角度等，每种影响因子都对瞬态过程有着不同的影响。当控制中心发出喷油指令时，油泵从油箱中抽取燃油，并在高压油泵中进行施压，将燃油压力升高到所需压力值，通过高压泵输送给喷油器进行喷射。喷雾过程也受很多因素影响，其过程是相当复杂的动力学模型，由于其多变性，整个过程对于研究人员的定量分析造成一定的影响。再者，目前对于喷雾燃烧试验这个课题的试验手段、试验仪器和测试条件的限制，对于这项研究更是雪上加霜，难上加难，这也是造成喷雾难题的一个主要原因。目前在学界，虽有边界条件突变、空气动力干扰说、湍流扰动学、空穴扰动学说等[3]，但是，无论是何种研究结果，都不能得出一个让所有人都信服的结果，就目前而言，还没有一种统一的理论认识，这也使得科学界不能齐心协力解决喷雾问题。

综上所述，新时代的到来科技的进步，以及人们环境保护意识越来越强，研究人员需要一种方便、准确、可行的用于柴油机喷雾燃烧可视化的研究方式。研究柴油机喷雾燃烧可视化，对于改善柴油机的燃烧，降低油耗及排放都具有重要意义，也符合国家能源战略的规划。

1。2柴油机喷雾燃烧可视化的国内外研究现状

1。3本文主要研究内容

本论文主要为设计一种高温高压定容燃烧弹，定容燃烧弹是一个开有石英观察窗口的高强度容器，在容弹壁夹层能利用电加热装置直接加热，形成热氛围，使燃烧弹体能够达到相应的温度，模拟发动机在上止点附近的高温高压状态，进行喷雾和燃烧研究。该容弹温度压力可以精确地进行调节。石英玻璃视窗不易附着油污和碳烟，使用过程简单方便并且能够保证实验效果。利用这种装置，不仅可以研究气体密度、温度、压力等对油束的贯穿距离、喷雾锥角、液相或气相浓度分布的影响，而且可以利用二维燃烧室模块，研究油束在燃烧室中的撞壁特性、撞壁后的雾化特性及油气混合机理，蒸发、着火、燃烧特性，为喷雾和燃烧过程的数学建模及改善发动机燃烧过程、降低有害排放提供可靠的数据支持。

第二章  喷雾燃烧系统组成

2。1喷雾燃烧系统组成

该喷雾燃烧系统的总体设计是模仿柴油机在活塞上止点时高温高压状态下的喷雾燃烧过程。燃烧室部件由于高温高压燃气的作用，承受着热应力、腐蚀和烧蚀。同时还有冷却水的腐蚀、穴蚀[1]，零部件的安装应力，以及因结构复杂，金属材料分布不均匀引起的应力集中等。因此，燃烧室部件的负荷表现为热负荷、机械负荷、摩擦磨损和腐蚀。

热负荷是指受热部件所受热应力、热流量和热应力等的强烈程度。柴油机的热负荷是指燃烧室等接触高温的部件在高温下降低或丧失其工作能力，或零部件之间的温度不均匀，存在着温度差，引起热应力和热变形。热负荷过高以成为制约柴油机强化度提高的主要因素。