大量实验已经证明进气滚流可以有效促进缸内燃油混合和燃烧,从而增强发动机性能。本研究在一台直喷光学发动机上对滚流对燃油混合和燃烧进行了可视化研究。可变进气滚流是通过在进气道制作进气导板,调节进气横截面积来实现的。滚流场的评价通过CONVERGE软件来实现。实验中使用了一台高速彩色相机透过玻璃活塞来记录随曲轴转角变化的火焰图像。彩色相机可以很好的区分蓝色和黄色火焰,其中蓝色火焰可以表征燃烧中间产物(CH~*)的生成量,黄色火焰为碳烟在高温下的白炽光辐射发光。因此黄色火焰可以表征碳烟的生成量。另外为了探究在不同滚流下火花塞附近混合气的形成和分布,对火花塞附近的燃油分布进行了激光诱导荧光实验。本实验使用了Nd:Yag的266nm激光,射入到光学发动机缸体与缸套中间,与火花塞齐平。CCD相机搭载320-420nm滤镜用来接受荧光图像。实验发现高滚流下有更多的蓝色火焰和较少的黄色火焰,同时也有较高的指示有效平均压力和较快的燃烧速率。蓝色火焰的面积与燃烧速率有很好的关联。黄色火焰的推迟和减少也意味着碳烟的降低。指示平均有效压力的稳定也说明循环变动小。结果还发现高滚流下喷雾会发生明显变形,贯穿距离变小,喷雾角变大。高滚流下燃油分布更加均匀而低滚流的浓区域随机分布。而高滚流更容易在火花塞附近形成更适合点火的混合油气。