CN111855218A - 内燃机缸内可视化测试系统 - Google Patents

内燃机缸内可视化测试系统 Download PDF

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CN111855218A
CN111855218A CN202010832307.3A CN202010832307A CN111855218A CN 111855218 A CN111855218 A CN 111855218A CN 202010832307 A CN202010832307 A CN 202010832307A CN 111855218 A CN111855218 A CN 111855218A
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虞浏
刘江唯
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Abstract

本申请实施例提供一种内燃机缸内可视化测试系统,包括环形光源、高速相机、环形光源控制器、高速相机控制器和光学发动机,光学发动机包括燃烧室和反射镜,环形光源和高速相机的镜头同轴设置,环形光源环绕设置在高速相机的镜头外侧,当燃油喷射开始时,环形光源发出的光线由反射镜引入到燃烧室中,对燃烧室进行照明,实现了对燃烧室的整体均匀照明,提高了对燃烧室的照明效果,有助于高速相机进行高质量图像的采集,从而提高了测试系统的测试效率和缸内过程数据的分析精度。

Description

内燃机缸内可视化测试系统
技术领域
本申请实施例涉及发动机性能测试技术,尤其涉及一种内燃机缸内可视化测试系统。
背景技术
可视化是指将发动机缸内工作过程的光学信号通过探测器转变为光谱或者图像等可供人们进行分析处理的相关信号以便进行参考或研究,是研究内燃机缸内喷雾与燃烧过程最有效的试验手段之一。目前比较成熟的可视化研究主要是基于光学发动机和内窥镜摄像系统进行的。
现有技术中,通过在柴油机测试缸的气缸盖安装频闪观测仪和内窥镜,其中,内窥镜通过光纤与电荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)高速相机相连,频闪观测仪通过耐高温的光纤与发光单元相连,发光单元通过频闪观测仪为柴油机缸内喷雾摄影提供光源,从而实现对柴油机缸内喷雾情况的观察和研究。
然而,由于现在技术中频闪观测仪无法对整个气缸进行照明,因此,对内燃机缸内喷雾过程的可视化测试效果不佳。
发明内容
本申请实施例提供一种内燃机缸内可视化测试系统,以解决现有技术中存在的对内燃机缸内喷雾过程的可视化测试效果不佳的问题。
本申请实施例提供一种内燃机缸内可视化测试系统,包括:
环形光源、高速相机和光学发动机;
所述光学发动机包括燃烧室和反射镜;
所述环形光源和所述高速相机的镜头同轴设置,所述环形光源环绕设置在所述高速相机的镜头外侧;
当燃油喷射开始时,所述环形光源发出的光线由所述反射镜引入到所述燃烧室中,对所述燃烧室进行照明。
可选地,所述环形光源对所述燃烧室开始照明的时刻与所述高速相机对所述燃烧室开始拍照的时刻同步。
可选地,所述系统还包括:环形光源控制器和高速相机控制器;
所述环形光源控制器与所述环形光源连接,所述环形光源控制器用于控制所述环形光源对所述燃烧室进行照明;
所述高速相机控制器与所述高速相机连接,所述高速相机控制器用于控制所述高速相机对所述燃烧室进行拍摄。
可选地,所述环形光源控制器具体用于:
根据所述光学发动机的喷油参数和着火延迟时间、所述高速相机的拍摄频率,确定所述环形光源的脉冲控制参数;
根据所述脉冲控制参数,控制所述环形光源对所述燃烧室进行照明。
可选地,所述系统还包括:燃油喷射控制器和喷油器驱动器;
所述燃油喷射控制器与所述环形光源控制器、所述高速相机控制器、所述喷油器驱动器分别连接;
所述燃油喷射控制器用于在产生燃油喷射触发信号的同时,产生同步触发信号,并将燃油喷射触发信号发送给所述喷油器驱动器,将所述同步触发信号发送给所述环形光源控制器和所述高速相机控制器。
可选地,所述系统还包括:角标仪;
所述角标仪与所述燃油喷射控制器、所述高速相机控制器分别连接;
所述角标仪用于获取所述光学发动机的上止点信号和转速信号,并将所述上止点信号和所述转速信号发送给所述燃油喷射控制器、所述高速相机控制器。
可选地,所述燃油喷射控制器具体用于:
根据所述上止点信号、所述转速信号和所述光学发动机的压缩上止点,生成所述燃油喷射触发信号和所述同步触发信号。
可选地,所述系统还包括:燃烧分析仪;
所述燃烧分析仪与所述角标仪连接;
所述燃烧分析仪用于根据接收到的上止点信号和转速信号,确定所述光学发动机的压缩上止点。
可选地,所述喷油参数包括:喷油脉宽和喷油正时。
可选地,所述脉冲控制参数包括:脉冲频率和脉冲个数。
本申请实施例提供的内燃机缸内可视化测试系统,通过设置内燃机缸内可视化测试系统包括环形光源、高速相机和光学发动机,光学发动机包括燃烧室和反射镜,环形光源和高速相机的镜头同轴设置,环形光源环绕设置在高速相机的镜头外侧,当燃油喷射开始时,环形光源发出的光线由反射镜引入到燃烧室中,对燃烧室进行照明,通过采用环形结构光源,使光源与高速相机的镜头的同轴设置,并通过反射镜将光线引入燃烧室内部,实现了对燃烧室的整体均匀照明,提高了对燃烧室的照明效果,从而提高了图像采集的质量,进而提高了测试系统的测试效率和缸内过程数据的分析精度,此外,由于本申请的方案不需要光学发动机的结构进行任何改造,且可视化测试系统搭建简单,因此,降低了测试系统的成本。
附图说明
图1为本申请实施例提供的光学发动机的结构示意图;
图2为本申请实施例一提供的内燃机缸内可视化测试系统的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的环形光源和高速相机的镜头同轴的结构示意图;
图4为本申请实施例二提供的内燃机缸内可视化测试系统的结构示意图;
图5为本申请实施例三提供的内燃机缸内可视化测试系统的结构示意图;
图6本申请实施例提供的内燃机缸内可视化测试系统内信号之间关系的示意图。
附图标记说明:
100-光学发动机;
110-缸盖;
120-透明缸套;
130-燃烧室;
140-透明活塞头;
150-延长活塞;
160-反射镜;
170-固定底座;
200-内燃机缸内可视化测试系统;
210-环形光源;
220-高速相机;
230-环形光源控制器;
240-高速相机控制器;
250-燃油喷射控制器;
260-喷油器驱动器;
270-角标仪;
280-燃烧分析仪。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。
首先,对本申请实施例涉及的名词进行解释:
内燃机:是一种动力机械,通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机,常见的的内燃机有柴油机和汽油机。
光学发动机:是用于研究发动机缸内流动、喷雾、燃烧等工作过程,通过在气缸或者活塞上设计光学通道,使得光学信号通过光学通道被探测装置采集并进行处理,在不破坏缸内工作过程的条件下获得缸内真实信息的一种发动机,典型光学发动机采用透明缸套和透明活塞头部结构。示例性地,图1为本申请实施例提供的光学发动机的结构示意图,如图1所示,本实施例中,光学发动机100包括:缸盖110、透明缸套120、燃烧室130、透明活塞头140、延长活塞150、反射镜160和固定底座170。其中,反射镜160位于延长活塞150的底部。
缸内喷雾及燃烧发展状态的观测是内燃机燃烧系统开发的关键步骤,由于内燃机缸内喷雾过程缺乏光源和循环内拍摄曝光时间短,因此,要获得清晰的缸内喷雾图像需要对缸内进行高质量无频闪照明。现有技术中,一种方式是通过在光学发动机透明缸套周围设置多个发光二极管(light emitting diode,LED)灯组对缸内进行照明,另一种方式通过在测试缸的气缸盖上安装频闪观测仪,通过频闪观测仪将外部光源引入缸内进行照明。然而,现在技术中存在以下技术问题:
对于前一种方式,一方面,由于柴油光学发动机的透明缸套通常较短,而柴油机缸内喷雾多在上止点附近(此时活塞距离缸盖底面只有几毫米),可以进入缸内的光线很少,因此,存在缸内照明效果差的问题;另一方面,由于LED灯分布在透明缸套的周围,从侧对燃烧室的内部进行照明,因此,存在燃烧室内部轴向照明不均匀的问题。
对于后一种方式,一方面,由于频闪观测仪和内窥镜设置在柴油机的缸盖上,所以,需要对柴油机的缸盖进行特殊加工,并且,为保证伸入燃烧室内的内窥镜镜头端部和频闪观测仪的端部均不与油束和活塞发生干涉,布置内窥镜和频闪观测仪的光学通路时,不仅需要避开进排气道、进排气门、喷油器、缸盖螺栓、摇臂、等构件,还要求选择在构件较少且空间稍大的进气侧布置光学通道,因此,存在安装位置选择难度大和加工成本高的问题,另一方面,由于频闪观测仪和内窥镜的端部直接伸入到燃烧室内,且频闪观测仪和内窥镜受视角限制,因此,存在无法完整照明整个燃烧室的问题。
本申请技术方案的主要思路:基于现有技术中存在的技术问题,本申请实施例提供一种内燃机缸内可视化测试系统,通过将环形光源环绕设置在高速相机镜头的外侧,当光学发动机在燃油喷射,通过反射镜将环形光源发出的光线引入到燃烧室中,实现对燃烧室的整体均匀照明,既能提高了对燃烧室的照明效果,又节约了成本。此外,本申请的技术方案,还可以设置环形光源控制器和高速相机控制器,通过环形光源控制器控制环形光源进行照明,通过高速相机控制器控制高速相机进行拍摄,从而保证燃油喷射与缸内过程图像采集的同时进行,通过采用可编程的环形光源控制器,根据内燃机的喷油相关参数(如喷油脉宽、喷油正时、着火延迟时间)和高速相机的相关参数(如拍摄频率)等确定环形光源的控制信号的脉冲频率和脉冲数量,保证当燃油喷射开始时,控制环形光源在设定频率下同步点亮,实现燃油喷射开始后对光学发动机燃烧室的整体均匀照明,当光学发动机缸内出现明显火焰之后,环形光源被及时关闭,避免环形光源照明对燃烧过程自然发光信号的干扰,从而避免对燃烧图像后期基于双色法的温度和碳烟分布计算带来影响,有助于实现测试系统对缸内喷雾和燃烧过程的连续拍摄。进一步地,本申请的技术方案,还可以通过设置燃油喷射控制器作为同步信号控制器,实现环形光源控制器和高速相机控制器的同步触发,设置角标仪将燃油喷射、缸内放热分析、缸内图像采集统一到同一个角域基准上,实现柴油机缸内放热分析和缸内过程测试完全同步,提高了测试系统的工作效率和缸内工作过程的分析精度。
实施例一
图2为本申请实施例一提供的内燃机缸内可视化测试系统的结构示意图。如图2所示,本实例中内燃机缸内可视化测试系统200包括:
环形光源210、高速相机220和光学发动机100。
其中,光学发动机100的结构如图1所示,包括燃烧室130和反射镜160,反射镜160位于延长活塞150的底部,燃烧室130的中轴线与反射镜160的光学表面(镀有反射膜的表面)呈45度夹角。
环形光源210是指环形结构的光源,本实施例中,为获取清晰的缸内喷雾图像,尽量采用高质量无频闪的单色光源,在一种可能的实现方式中,本实施例中环形光源210为LED灯环。
高速相机220具有高图像灵敏度、高传输能力和高抗干扰能力的特点,与普通相机相比,高速相机220较快的拍摄速度,拍摄速度可以达到10kHz,甚至更高。可选地,本实施例中高速相机220可以为CCD高速相机、互补金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor,CMOS)高速相机或者其他类型的高速相机,其具体可根据实际情况进行确定,此处不作限定。
本实施例中,环形光源210和高速相机220的镜头同轴设置,环形光源210环绕设置在高速相机220的镜头的外侧,示例性,图3为本申请实施例提供的环形光源和高速相机的镜头同轴的结构示意图。
本实施例中,通过合理设置环形光源210和高速相机220的位置,使环形光源210发出的光线刚好可以经由反射镜160进入到燃烧室中,从而保证在不改变光学发动机100结构的情况下,根据光学发动机100本身的结构特点,通过环形光源210从外部实现对燃烧室均匀而完整的照明。
在一种可能的实现方式中,如图2所示,设置反射镜160的光学表面与燃烧室130的中轴线呈45度夹角,并且,使高速相机220的镜头的中轴线与反射镜160的光学表面呈45度夹角,保证高速相机220的镜头的轴线与燃烧室130的中轴线垂直,从而使环形光源210产生的光线能够垂直射入燃烧室130内部,实现使环形光源210对燃烧室130的照明效果最佳。
本实施例提供的内燃机缸内可视化测试系统,包括环形光源、高速相机和光学发动机,光学发动机包括燃烧室和反射镜,环形光源和高速相机的镜头同轴设置,环形光源环绕设置在高速相机的镜头外侧,当燃油喷射开始时,环形光源发出的光线由反射镜引入到燃烧室中,对燃烧室进行照明,一方面,由于本申请中光源采用环形结构,且光源与高速相机的镜头的同轴设置,所以,照明光线在高速相机镜头四周均匀分布,并且由于光线是通过反射镜引入燃烧室内部的,因此,实现了对燃烧室的整体均匀照明,提高了对燃烧室的照明效果,从而提高了图像采集的质量,进而提高了测试系统的测试效率和缸内过程数据的分析精度,另一方面,由于本申请的方案不需要光学发动机的结构进行任何改造,且可视化测试系统搭建简单,因此,与现有技术相比,本申请实施的技术方案实现成本和难度都有所降低。
实施例二
图4为本申请实施例二提供的内燃机缸内可视化测试系统的结构示意图,如图4所示,上述实施实施例一的基础上,本实例中内燃机缸内可视化测试系统200还包括:环形光源控制器230。
本实施例中,还设置了环形光源控制器230环形光源控制器230与环形光源210通过接口连接,用于产生控制信号以控制环形光源210的开启、关闭等。
需要说明的是,本申请实施例中环形光源控制器230为可编程控制器,可以根据相应的参数实时计算控制信号的脉冲频率和脉冲个数等。
具体地,本实施例中,环形光源控制器230具体用于:
根据光学发动机100的喷油参数、高速相机220的拍摄频率以及光学发动机100在该工况下的着火延迟时间,确定环形光源210的脉冲控制参数,并根据确定的脉冲控制参数,控制环形光源210对燃烧室进行照明。其中,着火延迟时间是通过燃烧分析仪在测试过程开始之初分析确定的。
可选地,喷油参数包括:喷油脉宽和喷油正时。喷油参数可以根据试验工况确定,喷油参数决定喷油器的喷油开始时刻和喷油量大小。
可选地,脉冲控制参数包括:脉冲频率和脉冲个数。脉冲控制参数是根据喷油参数、高速相机的拍摄频率和着火延迟时间计算得到的,脉冲控制参数用于控制环形光源210的开启、关闭时间,和持续的时间等。
本实施例中,环形光源控制器根据光学发动机的喷油参数和着火延迟时间、高速相机的拍摄频率,确定环形光源的脉冲控制参数,实现了对环形光源的精准控制,从而保证了当燃油喷射开始时,控制环形光源在设定频率下同步点亮,实现燃油喷射开始后对光学发动机燃烧室的整体均匀照明,当光学发动机缸内出现明显火焰之后,环形光源被及时关闭,避免了环形光源照明对燃烧过程自然发光信号的干扰。
可选地,本实施例中内燃机缸内可视化测试系统200还可以包括:高速相机控制器240。
本实施例中,还可以设置高速相机控制器240,高速相机控制器240通过接口与高速相机220连接,用于控制高速相机的拍摄频率等。
具体地,本实施例中,当燃油喷射开始时,通过环形光源控制器230控制环形光源210对燃烧室130进行照明,通过高速相机控制器240控制高速相机220对燃烧室130进行拍摄。
高速相机控制器240控制高速相机220对燃烧室130开始拍摄的时刻,可以与环形光源控制器230控制环形光源210对燃烧室130开始照明的时刻同步,也可以略晚于环形光源控制器230控制环形光源210对燃烧室130开始照明的时刻,具体可根据实际情况进行设置,此处不作限制。
本实施例提供的内燃机缸内可视化测试系统,还包括环形光源控制器,环形光源控制器与环形光源连接,环形光源控制器用于根据所述光学发动机的喷油参数、着火延迟时间和所述高速相机的拍摄频率,确定所述环形光源的脉冲控制参数,根据所述脉冲控制参数,控制所述环形光源对所述燃烧室进行照明,通过设置环形光源控制器,实现了对环形光源的精确控制,从而保证了当燃油喷射开始时,控制环形光源在设定频率下同步点亮,实现燃油喷射开始后对光学发动机燃烧室的整体均匀照明,当光学发动机缸内出现明显火焰之后,环形光源被及时关闭,避免了环形光源照明对燃烧过程自然发光信号的干扰,提高了测试系统的测试准确性和可靠性。
实施例三
图5为本申请实施例三提供的内燃机缸内可视化测试系统的结构示意图,在上述实施例二的基础上,如图5所示,本实施例中内燃机缸内可视化测试系统200还包括:
燃油喷射控制器250。
本实施例中,设置燃油喷射控制器250与环形光源控制器230、高速相机控制器240分别连接,使燃油喷射控制器250在产生燃油喷射触发信号的同时,产生同步触发信号,并将同步触发信号发送给环形光源控制器230和高速相机控制器240,以使喷油器驱动器260根据燃油喷射触发信号驱动喷油器喷油,环形光源控制器230根据同步触发信号控制环形光源210对燃烧室130进行照明,使环形光源控制器230控制环形光源210对燃烧室130开始照明的时刻与高速相机控制器240控制高速相机220对燃烧室130开始拍照的时刻同步,保证了高速相机在进行图像采集时有充足的光线照明,从而提高了图像采集的质量,进而提高了测试系统的测试效率和缸内过程数据的分析精度。
可选地,本实施例中内燃机缸内可视化测试系统200还包括:喷油器驱动器260。
燃油喷射控制器250是燃油喷射的控制单元,喷油器驱动器260是燃油喷射的执行单元,通常情况下,燃油喷射控制器250用于产生燃油喷射触发信号,并将燃油喷射触发信号发送给喷油器驱动器260,从而使喷油器驱动器260驱动喷油器喷油。
本实施例中,燃油喷射控制器250与环形光源控制器230、高速相机控制器240、喷油器驱动器260分别连接,燃油喷射控制器250不仅具有一般燃油喷射控制器250的功能,还具有具备同步触发器的功能,具体地,设置燃油喷射控制器250在产生燃油喷射触发信号的同时,产生同步触发信号,并燃油喷射触发信号发送给喷油器驱动器260,将同步触发信号发送给环形光源控制器230和高速相机控制器240,以使喷油器驱动器260根据燃油喷射触发信号驱动喷油器喷油,环形光源控制器230根据同步触发信号控制环形光源210对燃烧室130进行照明,高速相机控制器240根据同步触发信号控制高速相机220对燃烧室130进行拍摄,从而保证测试系统中燃油喷射、缸内照明与喷雾图像采集的同步进行。
在一种可能的实现方式中,内燃机缸内可视化测试系统200还包括:角标仪270。
角标仪270与燃油喷射控制器250、高速相机控制器240分别连接;
角标仪270用于获取光学发动机100的上止点信号和转速信号,并将上止点信号和转速信号发送给燃油喷射控制器250、高速相机控制器240。
本实现方式中,燃油喷射控制器250根据光学发动机的压缩上止点(偏移角),确定燃油喷射正时基准,并根据接收的上止点信号和转速信号,以及柴油光学单缸机燃油喷射策略,生成燃油喷射触发信号和同步触发信号,并将燃油喷射触发信号发送给喷油器驱动器260,将同步触发信号发送给环形光源控制器230、高速相机控制器240,实现测试过程与光学发动机实际喷油过程同步,为后期喷雾和燃烧过程分析确定时间轴。
其中,光学发动机的压缩上止点是在测试过程开始之初,通过燃烧分析仪和角标仪270共同确定的,具体地,角标仪270将采集到的上止点信号和转速信号发送给燃烧分析仪,燃烧分析仪根据上止点信号和转速信号计算确定光学发动机的压缩上止点。然后,通过测试人员将光学发动机的压缩上止点输入到燃油喷射控制器250和高速相机控制器240中。
可选地,本实现方式中,内燃机缸内可视化测试系统200还包括:燃烧分析仪280。
角标仪270与燃油喷射控制器250、高速相机控制器240、燃烧分析仪280分别连接,并将上止点信号和转速信号发送给燃油喷射控制器250、高速相机控制器240、燃烧分析仪280。
其中,燃烧分析仪280是分析内燃机缸内燃料放热过程的仪器,本实施例中,在测试过程开始之初,通过燃烧分析仪280根据上止点信号和转速信号,确定光学发动机的压缩上止点,并将压缩上止点输入到燃油喷射控制器和高速相机控制器中,作为测试过程中光学发动机燃油喷射、燃烧分析和缸内过程图像采集的角域基准点,从而实现燃油喷射、缸内放热分析、缸内图像采集完全同步。
本实现方式中,高速相机控制器240根据接收到的上止点信号和转速信号,控制高速相机220进入图像采集准备阶段,从而保证当高速相机控制器240接收到燃油喷射控制器250产生的同步触发信号时,能够快速控制高速相机220进行图像的采集。
示例性,以LED灯环作为光源,采用CCD高速相机进行图像采集,图6本申请实施例提供的内燃机缸内可视化测试系统内信号之间关系的示意图,图中的长虚线为压缩上止点的位置,如图6所示,在压缩上止点信号之前产生同步触发信号和燃油喷射触发信号,具体由燃油喷射策略(喷油提前角)确定,LED脉冲信号与CCD脉冲信号同时产生,环形光源控制器产生M个脉冲,控制LED灯环以相应的频率在喷雾过程中进行照明,高速相机控制器产生N个脉冲信号,控制高速相机以相应的频率对喷雾和燃烧过程进行连续拍摄。
本实施例提供的内燃机缸内可视化测试系统,通过设置燃油喷射控制器,并设置燃油喷射控制器与环形光源控制器、高速相机控制器分别连接,燃油喷射控制器用于在产生燃油喷射触发信号的同时,产生同步触发信号,并将同步触发信号发送给环形光源控制器和高速相机控制器,实现了照明与图像采集的同步,提高了图像采集的质量,进而提高了测试系统的测试效率和缸内过程数据的分析精度。
注意,上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本申请不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明,但是本申请不仅仅限于以上实施例,在不脱离本申请构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种内燃机缸内可视化测试系统,其特征在于,包括:
环形光源、高速相机和光学发动机;
所述光学发动机包括燃烧室和反射镜;
所述环形光源和所述高速相机的镜头同轴设置,所述环形光源环绕设置在所述高速相机的镜头外侧;
当燃油喷射开始时,所述环形光源发出的光线由所述反射镜引入到所述燃烧室中,对所述燃烧室进行照明。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述环形光源对所述燃烧室开始照明的时刻与所述高速相机对所述燃烧室开始拍照的时刻同步。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:环形光源控制器;
所述环形光源控制器与所述环形光源连接;
所述环形光源控制器用于:
根据所述光学发动机的喷油参数和着火延迟时间、所述高速相机的拍摄频率,确定所述环形光源的脉冲控制参数;
根据所述脉冲控制参数,控制所述环形光源对所述燃烧室进行照明。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:高速相机控制器;
所述高速相机控制器与所述高速相机连接,所述高速相机控制器用于控制所述高速相机对所述燃烧室进行拍摄。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:燃油喷射控制器和喷油器驱动器;
所述燃油喷射控制器与所述环形光源控制器、所述高速相机控制器、所述喷油器驱动器分别连接;
所述燃油喷射控制器用于在产生燃油喷射触发信号的同时,产生同步触发信号,并将燃油喷射触发信号发送给所述喷油器驱动器,将所述同步触发信号发送给所述环形光源控制器和所述高速相机控制器。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:角标仪;
所述角标仪与所述燃油喷射控制器、所述高速相机控制器分别连接;
所述角标仪用于获取所述光学发动机的上止点信号和转速信号,并将所述上止点信号和所述转速信号发送给所述燃油喷射控制器、所述高速相机控制器。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述燃油喷射控制器具体用于:
根据所述上止点信号、所述转速信号和所述光学发动机的压缩上止点,生成所述燃油喷射触发信号和所述同步触发信号。
8.根据权利要求6或7所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:燃烧分析仪;
所述燃烧分析仪与所述角标仪连接;
所述燃烧分析仪用于根据接收到的上止点信号和转速信号,确定所述光学发动机的压缩上止点。
9.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述喷油参数包括:喷油脉宽和喷油正时。
10.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述脉冲控制参数包括:脉冲频率和脉冲个数。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07245251A (ja) * 1994-03-02 1995-09-19 Nikon Corp 投影露光装置
CN101709676A (zh) * 2009-11-02 2010-05-19 奇瑞汽车股份有限公司 一种光学发动机用加长活塞
CN101737191A (zh) * 2009-12-23 2010-06-16 奇瑞汽车股份有限公司 一种光学发动机及其加长活塞
CN108469341A (zh) * 2018-02-02 2018-08-31 北京理工大学 一种发动机燃烧过程中的附壁油膜测试方法和装置
CN110174315A (zh) * 2019-06-05 2019-08-27 南京理工大学 弯曲断裂测试的非接触式裂纹张开位移测量装置及方法
CN209326987U (zh) * 2019-01-30 2019-08-30 一汽解放汽车有限公司 内燃机高速摄像与照明同步系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07245251A (ja) * 1994-03-02 1995-09-19 Nikon Corp 投影露光装置
CN101709676A (zh) * 2009-11-02 2010-05-19 奇瑞汽车股份有限公司 一种光学发动机用加长活塞
CN101737191A (zh) * 2009-12-23 2010-06-16 奇瑞汽车股份有限公司 一种光学发动机及其加长活塞
CN108469341A (zh) * 2018-02-02 2018-08-31 北京理工大学 一种发动机燃烧过程中的附壁油膜测试方法和装置
CN209326987U (zh) * 2019-01-30 2019-08-30 一汽解放汽车有限公司 内燃机高速摄像与照明同步系统
CN110174315A (zh) * 2019-06-05 2019-08-27 南京理工大学 弯曲断裂测试的非接触式裂纹张开位移测量装置及方法

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