基于三维激光多普勒测振技术的燃油喷射器流动时间分辨表征

为了能够在未改装的喷射器内部研究燃油流动，我们开发了一种新的实验方法，利用三维激光测振仪测量柴油喷嘴的时间分辨振动谱。我们提出的技术基于测振仪信号与燃油压力传感器信号的三角测量，能够在无需改装喷射器、工作流体或限制燃油喷射压力的情况下，对准周期性内部流动进行定量表征。该测振仪利用多普勒效应测量振动物体的速度，用于在喷射事件期间扫描喷射器喷嘴尖端。数据经过离散傅里叶变换处理，为阀闭孔、小囊腔和微囊腔喷嘴几何结构以及 60 至 160MPa 的喷射压力提供了时间分辨谱，从而为空化循环和内部机械动态过程提供了前所未有的见解。在所有喷嘴和喷射压力下，频谱图中 consistently 发现了一个介于 6 至 7.5kHz 之间的峰值。从安装在喷射器体内的燃油压力传感器和针阀升程传感器也获得了类似频谱峰值的进一步证据。通过记录近喷嘴柴油射流的高速视频，并计算射流界面处多个像素位置的快速傅里叶变换，获得了喷嘴振荡传播到液体喷雾的证据。该 6-7.5kHz 的频率峰值被提议为喷射器主内部燃油管路的固有频率。对于某些喷嘴几何结构，还在 35 至 45kHz 之间发现了其他频谱峰值，表明这些特定频率可能与依赖于喷嘴的空化现象有关。