[摘要]柴油机涡流室内工质的瞬态温度直接影响着放热规律和燃烧的进程。精确地测定涡流室 内的温度场，对于提高分隔室式发动机的能量利用率，降低排放污染，具有十分重要的意义 。
涡流室内工质的瞬态温度直接影响着放热规律和燃烧的进程。精确地测定涡流室 内的温度场，对于提高分隔室式发动机的能量利用率，降低排放污染，具有十分重要的意义 。
柴油机燃烧室内温度分布的测定通常采用接触式测量法进行，但是由于测温探 头对 流场的干扰和传感器热惯性的影响，这类方法的测试结果难以令人满意。用非接触式光学方 法测量流场温度时，通常假定探测光线是以直线通过被测场，忽略了光线在流场中的偏折效 应，所以在实际测量中必须以成像透镜来修正。1980年Kafrif首先 提出了用莫尔偏折法测量瞬态温度场。由于莫尔偏折法正是利用光线经过被测场时的偏 折效应来测量其温度分布的，同时它还具有光路简单、调节方便、对光源相干性要求不高、 抗干扰性好等优点，因而被广泛地应用于燃气射流冲击场的定量测试中。然 而迄今鲜见应用此方法测试内燃机燃烧室内温度场的报道。
1 试验条件与装置
激光莫尔偏折测温是在S195型涡流室式柴油机上进行的。特制的发动机缸头上开有通光口径为30 mm的观测窗，其覆盖面积为涡流室纵截面的82%，见图1。观测窗用石英玻璃制成，为了消除玻璃背景条纹对莫尔条纹的影响，避免平行光束通过观测窗时形成牛顿干涉环，将石英玻璃2个表面之间的夹角加工成10′～20′，其表面的粗糙度小于测试光波长的1/10。观测窗的开设不改变涡流室的容积，保证了试验机的压缩比与原机相同。
激光莫尔偏折测试系统见图2，波长为632.8 nm的激光穿过扩束镜L1后变为一宽光束， 经准直镜L2后成为一束平行光穿过涡流室的观测窗，然后在相互偏转一角度θ的一对Ro nchi刻度光栅G1、G2后形成莫尔条纹，再由聚焦透镜L3成像及小孔光阑D滤波，把 经过光栅副之后的+1记录下相应的曲轴转角。
高速摄影试验是在与莫尔偏折测试一致的试验工况下进行的，其光路的布置与图2相 比仅仅少了一对Ronchi刻度光栅，其余完全相同。测试时发动机的转速为830 r/min，每循 环供油量为0.077 mL。高速摄影机以2 400帧/s的速度拍摄下整个燃烧过程 及各瞬间涡流室内莫尔条纹的变化。
2 激光莫尔偏折法测温原理
光束经过流场时，介质折射率的变化会导致光线产生偏折效应，莫尔偏折法正是利用这一偏折效应来测取介质的折射率，进而测定流场其它参数的。发动机不工作时，涡流室内各处温度相同，高速摄影机胶片上呈现出均匀的直条纹；发动机工作时，由于涡流室内工质的密度和温度发生变化，原来的直条纹产生漂移而变形。