張大源，李?博，高?強(qiáng)，李曉峰，李?紅，李中山

LIF技術(shù)在HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)甲醛定量測(cè)量中的應(yīng)用

張大源，李?博，高?強(qiáng)，李曉峰，李?紅，李中山

(天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072)

激光誘導(dǎo)熒光；定量測(cè)量；均質(zhì)壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)；甲醛

人們對(duì)于燃燒過(guò)程的研究由來(lái)已久．近年來(lái)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，尋求發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部新型燃燒方式成為燃燒領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)[1-2]．均質(zhì)壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)(HCCI)因其獨(dú)特的燃燒放熱特點(diǎn)[3]，能夠獲得優(yōu)越的排放特性，例如HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒迅速且比較均勻，既沒(méi)有局部高溫區(qū)也沒(méi)有明顯的火焰?zhèn)鞑ィ蚨趸?NO)和碳煙(PM)的排放能夠得到明顯的抑制[4]．但HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒存在運(yùn)轉(zhuǎn)工況范圍窄、著火時(shí)間和放熱率不好控制等問(wèn)題，這就要求對(duì)HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒過(guò)程進(jìn)行精確診斷，從而更好地控制燃燒過(guò)程，優(yōu)化燃燒效率．?dāng)?shù)值模擬在HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒研究中發(fā)揮了重要作用，但模擬過(guò)程基于對(duì)實(shí)際過(guò)程的簡(jiǎn)化，因此需要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證．其中，激光誘導(dǎo)熒光(LIF)技術(shù)因具有無(wú)干擾測(cè)量以及可視化檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，成為燃燒診斷領(lǐng)域中的重要實(shí)驗(yàn)技術(shù)．

甲醛(CH2O)是碳?xì)淙剂先紵^(guò)程中的重要中間產(chǎn)物[5]．對(duì)于燃燒過(guò)程中CH2O的光學(xué)診斷具有如下意義：①在碳?xì)淙剂先紵^(guò)程中，CH2O出現(xiàn)于著火過(guò)程中的低溫反應(yīng)階段，并在后續(xù)反應(yīng)中由于燃燒開(kāi)始、放熱率升高而被迅速消耗[6]，因此，CH2O能夠指示燃燒火焰的冷火焰區(qū)域．②通過(guò)對(duì)于燃燒過(guò)程中CH2O的診斷，有利于更好地理解燃燒反應(yīng)機(jī)理．根據(jù)化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型，燃燒過(guò)程中CH2O的分布能夠成功反映未燃碳?xì)?UHC)的分布，可用于燃燒過(guò)程中未燃碳?xì)涞氖聚櫡治鯷7-8]．③通過(guò)分析CH2O的熒光譜線，能夠獲得火焰的溫度分布，可作為建立燃燒模型的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，對(duì)于燃燒過(guò)程控制，尤其是對(duì)于新型燃燒方式的控制具有重要意義．

國(guó)外的研究者應(yīng)用激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)開(kāi)展了大量關(guān)于CH2O診斷的相關(guān)工作，但早期研究?jī)H在相對(duì)簡(jiǎn)單的燃燒模型下進(jìn)行[9-13]．近十年來(lái)，CH2O的光學(xué)診斷技術(shù)逐漸應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)中．Burkert等[14]應(yīng)用CH2O激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)，通過(guò)分析CH2O光譜獲得了正癸烷在蒸發(fā)與自燃過(guò)程中的溫度分布，所得結(jié)果與傳統(tǒng)的熱電偶測(cè)溫技術(shù)相比僅存在14K的誤差．但由于CH2O會(huì)在高溫下分解，因此測(cè)溫技術(shù)僅限于低溫條件下應(yīng)用．Lund大學(xué)的Brackmann等[15]使用Nd：YAG的3倍頻激光(355nm)激發(fā)CH2O分子，實(shí)現(xiàn)了燃燒過(guò)程中CH2O的可視化成像，并應(yīng)用在傳統(tǒng)的點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)以及HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)中，得到了缸內(nèi)燃燒過(guò)程中CH2O的二維分布，但實(shí)驗(yàn)并未實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)CH2O的定量測(cè)量．Schrewe等[16-17]通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)CH2O-PLIF光譜分析，獲得了氣缸壁面附近流場(chǎng)熱邊界層內(nèi)CH2O的分布信息，并且通過(guò)對(duì)比CH2O、羥基、多環(huán)芳香烴的熒光，分析了活塞幾何結(jié)構(gòu)對(duì)于缸內(nèi)混合氣形成的影響．Lachaux等[18]同樣使用Nd：YAG的3倍頻激光實(shí)現(xiàn)了低溫壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)中CH2O的可視化成像，并用CH2O的分布成功反映了燃燒過(guò)程中未燃碳?xì)涞姆植迹瓺onkerbroek等[19]在此基礎(chǔ)上，通過(guò)定量標(biāo)定的方法實(shí)現(xiàn)了重型柴油機(jī)中CH2O的定量測(cè)量．但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于碳煙和多環(huán)芳香烴(PAH)對(duì)于CH2O熒光的干擾，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果存在一定差距．

據(jù)筆者所知，對(duì)于HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒過(guò)程的研究，缺乏CH2O濃度的定量數(shù)據(jù)．相對(duì)于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)具有預(yù)混合燃燒和低溫燃燒的特點(diǎn)．因此，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的碳煙和PAH相對(duì)較少，激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)以及標(biāo)定過(guò)程應(yīng)用于HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)中更具有適用性．

筆者應(yīng)用LIF技術(shù)以及定量標(biāo)定的方法，實(shí)現(xiàn)了HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒過(guò)程中間產(chǎn)物CH2O的在線定量測(cè)量，并將所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得到了相對(duì)一致的結(jié)果．文章中對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和標(biāo)定過(guò)程的誤差進(jìn)行了詳細(xì)討論．實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠充分證明此方法應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)CH2O在線定量測(cè)量具有可信性，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠?yàn)閿?shù)值模擬提供指導(dǎo)數(shù)據(jù).

1?實(shí)驗(yàn)及原理

1.1?光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)

為滿足光學(xué)測(cè)量的目的，實(shí)驗(yàn)中使用經(jīng)過(guò)改進(jìn)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)專用發(fā)動(dòng)機(jī)，并將氣缸靠近頂部氣門(mén)處的部分缸套替換成可以透過(guò)紫外激光以及熒光的石英缸套(如圖1)，以確保激光能夠入射到缸內(nèi)燃燒室．為簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)中只運(yùn)行一個(gè)氣缸．為簡(jiǎn)化燃燒反應(yīng)機(jī)理，使用異辛烷與正庚烷按1∶1體積比例混合制成的參比燃料(PRF50)代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽油，通過(guò)進(jìn)氣道噴射與熱空氣混合氣化后進(jìn)入缸內(nèi)燃燒．發(fā)動(dòng)機(jī)的具體技術(shù)參數(shù)如圖1所示．

圖1?HCCI光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)及技術(shù)參數(shù)

1.2?激光誘導(dǎo)熒光光路系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)光路如圖2所示，Nd：YAG激光器(Quantel，Brilliant-b)的基頻光經(jīng)過(guò)3倍頻后產(chǎn)生355nm波長(zhǎng)的出射光，作為L(zhǎng)IF技術(shù)的光源．激光能量為100mJ，脈沖寬度為8ns，頻率為10Hz．激光經(jīng)凹柱面透鏡(＝-40mm)擴(kuò)束以及凸球面透鏡(＝300mm)聚焦后形成激光片，入射到光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)，激光片的寬度為40mm，激光片中心處的厚度為0.15mm．激光激發(fā)燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的CH2O分子發(fā)生躍遷并釋放熒光，熒光被與激光入射方向成90°角放置的ICCD相機(jī)收集，相機(jī)鏡頭選用UV-Nikkor鏡頭(＝105mm，/4.5)．ICCD相機(jī)增益為200，門(mén)寬為100ns，無(wú)延遲時(shí)間．在ICCD相機(jī)前放置濾光片(GG395)濾除激光的雜散光．實(shí)驗(yàn)中，激光片平行于活塞頂部，水平入射到氣缸內(nèi)部．活塞處于上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂部距氣缸頂部7.5mm，激光片距氣缸頂部6mm，如圖3所示．之所以將激光片水平入射而非垂直入射，原因如下：①避免活塞運(yùn)行到上止點(diǎn)時(shí)，活塞頭部阻擋激光片的傳播；②這種激光片布置方式雖然喪失了空間分辨率，但可獲取平均流場(chǎng)的濃度信息，信號(hào)強(qiáng)度和信噪比明顯增加，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定量標(biāo)定過(guò)程，結(jié)果更具可信度．

圖2?CH2O激光誘導(dǎo)熒光光路

圖3?激光片位置示意

1.3?實(shí)驗(yàn)原理

???(1)

由于熒光猝滅效率難以計(jì)算，使得激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)很難應(yīng)用于流場(chǎng)定量測(cè)量．熒光猝滅效率由流場(chǎng)溫度、壓力以及氣體組分決定，由于實(shí)驗(yàn)中待測(cè)流場(chǎng)屬于燃燒反應(yīng)流場(chǎng)，氣體組分更加復(fù)雜，并且溫度、壓力不斷變化，這使得對(duì)熒光淬滅效率的理論計(jì)算更加困難．

為解決上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程中CH2O的在線定量測(cè)量，實(shí)驗(yàn)采用定量標(biāo)定的方法．標(biāo)定過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)不點(diǎn)火，使用電動(dòng)機(jī)倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行；使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.4%的甲醛水溶液代替上文提到的PRF50參比燃料在進(jìn)氣道噴射，并與進(jìn)氣溫度為120℃的空氣混合，高溫加熱氣化后，通過(guò)進(jìn)氣門(mén)噴入缸內(nèi)；保證發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)任意時(shí)刻的CH2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為定值0.5%．

在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行工況和定量標(biāo)定過(guò)程兩種情況下，由于標(biāo)定過(guò)程與發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷相同，所以兩種情況下的分子密度與壓強(qiáng)基本不變，分子密度與壓強(qiáng)對(duì)于熒光淬滅的影響基本相同．雖然標(biāo)定過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)不點(diǎn)火，但實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)象CH2O只產(chǎn)生于點(diǎn)火前的低溫反應(yīng)階段，并且標(biāo)定過(guò)程對(duì)噴入缸內(nèi)的甲醛水溶液進(jìn)行了加熱氣化，因此在兩種情況下發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的溫度差別不大，溫度對(duì)于熒光猝滅的影響可近似忽略．在點(diǎn)火前的低溫反應(yīng)階段，標(biāo)定過(guò)程與發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)缸內(nèi)氣體組分近似相同，主要為空氣中的氮?dú)夂脱鯕?，燃料改變?duì)于熒光猝滅的影響不大，也可近似忽略．

基于上述近似，標(biāo)定過(guò)程與發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行兩種情況下的熒光猝滅效率近似相同，兩種情況下的光路效率也一樣．因此，標(biāo)定過(guò)程與發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)所獲得的熒光強(qiáng)度之比，即為CH2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比，而標(biāo)定過(guò)程CH2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)已知，因此可獲得發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)CH2O的定量質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)．

2?結(jié)果及分析

經(jīng)過(guò)定量標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，得到在不同曲軸轉(zhuǎn)角下氣缸內(nèi)CH2O的定量質(zhì)量分?jǐn)?shù)，圖4為獲得質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)時(shí)具有代表性的4個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角處的單幅成像圖片，激光片平行于活塞上表面水平入射到缸內(nèi)，自左向右傳播；圖片上部的淺藍(lán)色信號(hào)來(lái)自于光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣門(mén)的激光散射光，下部直線結(jié)構(gòu)的信號(hào)為CH2O分子熒光信號(hào)．實(shí)驗(yàn)所得CH2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為激光片照亮范圍內(nèi)的二維流場(chǎng)的平均濃度，觀察圖4能夠清楚地發(fā)現(xiàn)隨著曲軸轉(zhuǎn)角的改變，缸內(nèi)CH2O經(jīng)歷了從無(wú)到有再到消失的過(guò)程：在進(jìn)氣之前(－40°,CA)缸內(nèi)基本不存在CH2O；在－28°,CA附近，缸內(nèi)出現(xiàn)了少量的CH2O；在－10°,CA時(shí)，缸內(nèi)CH2O達(dá)到峰值，熒光信號(hào)最強(qiáng)；0°,CA時(shí)，缸內(nèi)燃燒反應(yīng)進(jìn)入高溫階段，高溫使CH2O迅速消失．

圖4?不同曲軸轉(zhuǎn)角下的單幅成像圖片

將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與DARS軟件模擬的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖5所示．對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的燃燒使用DARS軟件中的Stochastic反應(yīng)模型(SRM)進(jìn)行仿真模擬，反應(yīng)模型包括33種反應(yīng)物以及38項(xiàng)反應(yīng)過(guò)程．模擬過(guò)程持續(xù)在-60°,CA到60°,CA范圍內(nèi)，并且每經(jīng)過(guò)0.2°,CA進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集[23]．觀察對(duì)比結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果在數(shù)值上存在一定差距，但曲線的整體發(fā)展趨勢(shì)非常吻合，這證明上述定量標(biāo)定過(guò)程的近似具有可信度．圖5中實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果在數(shù)值上存在差距，這可能是在標(biāo)定過(guò)程中，雖然CH2O水溶液經(jīng)過(guò)高溫氣化進(jìn)入到燃燒室中，但是發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有進(jìn)行真正的燃燒，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)缸套內(nèi)壁的溫度往往低于100℃，而排氣沖程無(wú)法將氣化的CH2O溶液完全排出燃燒室，這樣就會(huì)有少量的氣化溶液凝結(jié)在石英缸套表面，造成標(biāo)定過(guò)程所拍攝的熒光強(qiáng)度降低，以此信號(hào)進(jìn)行標(biāo)定，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的CH2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)被高估．

圖5 CH2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)對(duì)比

觀察圖5可以發(fā)現(xiàn)，－30°,CA以前氣缸內(nèi)基本不存在CH2O；在－28°,CA時(shí)，缸內(nèi)可燃混合氣開(kāi)始氧化反應(yīng)，CH2O開(kāi)始出現(xiàn)．在此之后CH2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈快速上升的趨勢(shì)，并最終在－10°,CA附近達(dá)到最大值(質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.21%)，此峰值質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約持續(xù)了10°,CA．在-5°,CA，燃燒反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，放熱率迅速升高，導(dǎo)致CH2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)急速下降．在上止點(diǎn)附近，進(jìn)入高溫反應(yīng)階段，缸內(nèi)CH2O基本?消失．

通過(guò)分析缸內(nèi)CH2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)，可以反映HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的兩階段著火特點(diǎn)：第1階段放熱是低溫化學(xué)動(dòng)力學(xué)放熱，此時(shí)是冷焰，燃燒放熱率相對(duì)較低，缸內(nèi)溫度較低，是CH2O存在的階段．此階段之后，高溫反應(yīng)正式開(kāi)始，反應(yīng)迅速且比較均勻，屬于熱焰，放熱率迅速增加，導(dǎo)致CH2O快速消失．CH2O所存在的階段相對(duì)于整個(gè)燃燒過(guò)程而言，所占時(shí)間比例非常小．

3?結(jié)?論

(1)實(shí)驗(yàn)成功應(yīng)用激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)實(shí)現(xiàn)了HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程中間產(chǎn)物CH2O的在線定量測(cè)量．為了獲取隨曲軸轉(zhuǎn)角變化的定量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用定量標(biāo)定的方法(將CH2O水溶液代替PRF50參比燃料)，在相同轉(zhuǎn)速、負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件下進(jìn)行熒光信號(hào)探測(cè)，通過(guò)熒光強(qiáng)度的比值得到了在不同曲軸轉(zhuǎn)角下CH2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

(2)隨曲軸轉(zhuǎn)角變化的CH2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果擬合良好，只是在峰值數(shù)值上略有不同．這說(shuō)明此技術(shù)應(yīng)用于HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)CH2O定量測(cè)量具有可信度．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CH2O濃度在-28°,CA處開(kāi)始急速上升，峰值質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)為0.21%，在持續(xù)10°,CA后，大約在-5°,CA處急速下降，此變化趨勢(shì)反映出HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)兩階段燃燒的特點(diǎn)．

(3)此技術(shù)可以用來(lái)系統(tǒng)地研究不同工況下HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)的CH2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化規(guī)律，為HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模型提供指導(dǎo)數(shù)據(jù)，從而更好地控制HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程以及優(yōu)化燃燒效率．

［1］ 郭銀飛，董?芳，楊?勇，等. 不同標(biāo)準(zhǔn)柴油對(duì)柴油機(jī)性能和排放的影響[J]. 燃燒科學(xué)與技術(shù)，2017，23(1)：81-89.

Guo Yinfei，Dong Fang，Yang Yong，et al. Effect of various standard diesel on performance and emissions of diesel engine[J].，2017，23(1)：81-89(in Chinese).

［2］ 關(guān)?淳，李新令，鄭?軼，等. 含氧燃料對(duì)柴油機(jī)燃燒和排放的影響[J]. 燃燒科學(xué)與技術(shù)，2017，23(6)：497-504.

Guan Chun，Li Xinling，Zheng Yi，et al. Effect of oxygenated fuels on combustion and emissions of a diesel engine[J].，2017，23(6)：497-504(in Chinese).

［3］ 陳?權(quán)，謝?輝，江維海，等. NVO策略下HCCI汽油機(jī)缸內(nèi)殘余廢氣率估計(jì)[J]. 燃燒科學(xué)與技術(shù)，2016，22(6)：499-506.

Chen Quan，Xie Hui，Jiang Weihai，et al. Estimation of residual gas fraction in HCCI gasoline engine with NVO strategy[J].，2016，22(6)：499-506(in Chinese).

［4］ Thring R H. Homogeneous charge compression ignition(HCCI)engines[J].，1989，44(1/2)：41-61.

［5］ 陳志方，姚春德，王全剛，等. 柴油/甲醇雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)各缸燃燒均勻性研究[J]. 燃燒科學(xué)與技術(shù)，2017，23(1)：41-46.

Chen Zhifang，Yao Chunde，Wang Quangang，et al. Cylinder-to-cylinder variation in a diesel engine fueled with diesel/methanol dual fuel[J].，2017，23(1)：41-46(in Chinese).

［6］ van Basshuysen R，Sch?fer F.[C]//. Warrendale，PA，2002：439.

［7］ Curran H J，Gaffuri P，Pitz W J，et al. A comprehensive modeling study of n-heptane oxidation[J].，1998，114(s 1/2)：149-177.

［8］ Westbrook C K. Chemical kinetics of hydrocarbon ignition in practical combustion systems[J].，2000，28(2)：1563-1577.

［9］ Gabet K N，Patton R A，Jiang N，et al. High-speed CH2O PLIF imaging in turbulent flames using a pulse-burst laser system[J].，2012，106(3)：569-575.

［10］ Burkert A，Grebner D，Müller D，et al. Single-shot imaging of formaldehyde in hydrocarbon flames by XeF excimer laser-induced fluorescence[J].，2000，28(2)：1655-1661.

［11］ B?ckle S，Kazenwadel J，Kunzelmann T，et al. Single-shot laser-induced fluorescence imaging of formaldehyde with XeF excimer excitation[J].，2000，70(5)：733-735.

［12］ Bombach R，K?ppeli B. Simultaneous visualisation of transient species in flames by planar-laser-induced fluorescence using a single laser system[J].，1999，68(2)：251-255.

［13］ Shin D I，Dreier T，Wolfrum J. Spatially resolved absolute concentration and fluorescence-lifetime determination of H2CO in atmospheric-pressure CH4/air flames[J].，2000，72(2)：257-261.

［14］ Burkert A，Triebel W，Stafast H，et al. Single-shot imaging of gas temperatures in low-temperature combustion based on laser-induced fluorescence of formaldehyde[J].，2002，29(2)：2645-2651.

［15］ Brackmann C，Nygren J，Bai X，et al. Laser-induced fluorescence of formaldehyde in combustion using third harmonic Nd：YAG laser excitation[J].：，2003，59(14)：3347-3356.

［16］ Schrewe M R，Ghandhi J B. Near-wall formaldehyde planar laser-induced fluorescence measurements during HCCI combustion[J].，2007，31(2)：2871-2878.

［17］ Genzale C L，Reitz R，Musculus M P B. Effects of piston bowl geometry on mixture development and late-injection low-temperature combustion in a heavy-duty diesel engine[J].，2009，1(1)：913-937.

［18］ Lachaux T，Musculus M P B. In-cylinder unburned hydrocarbon visualization during low-temperature compression-ignition engine combustion using formaldehyde PLIF [J].，2007，31(2)：2921-2929.

［19］ Donkerbroek A J，Vliet A P V，Somers L M T，et al. Time- and space-resolved quantitative LIF measurements of formaldehyde in a heavy-duty diesel engine[J].，2009，157(1)：155-166.

［20］ Burkert A，Grebner D，Müller D，et al. Single-shot imaging of formaldehyde in hydrocarbon flames by XeF excimer laser-induced fluorescence [J].，2000，28(2)：1655-1661

［21］ Donges A，Noll R. Laser-Induced Fluorescence[G]// Laser Measurement Technology. Springer Berlin Heidelberg，2015：503-508.

［22］ 汪?亮. 燃燒實(shí)驗(yàn)診斷學(xué)[M]. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2011.

Wang Liang.[M]. Beijing：National Defense Industry Press，2011(in Chinese).

［23］ Li B，Jonsson M，Algotsson M，et al. Quantitative detection of hydrogen peroxide in an HCCI engine using photofragmentation laser-induced fluorescence[J].，2013，34(2)：3573-3581.

Quantitative Detection of Formaldehyde in HCCI Engine Using LIF Technique

Zhang Dayuan，Li Bo，Gao Qiang，Li Xiaofeng，Li Hong，Li Zhongshan

(State Key Laboratory of Engines，Tianjin University，Tianjin 300072，China)

laser-induced fluorescence；quantitative detection；HCCI engine；formaldehyde

TK314

A

1006-8740(2019)02-0112-05

2018-04-03．

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(91741205；91541119).

張大源（1992—??），男，博士研究生，2015201040@tju.edu.cn.

李?博，男，博士，副教授，boli@tju.edu.cn.

10.11715/rskxjs.R201804014