ノズルからの燃料噴射の可視化
ノズルからの燃料噴射の可視化
ハイスピードカメラPhantom V2512（相当機） によるノズルからの燃料噴射の可視化
ご提供：九州大学大学院総合理工学研究院 エネルギー環境共生工学部門
熱機関工学研究室
田島先生 鶴先生
今回は、弊社取扱のハイスピードカメラPhatom V2512（相当機）のモノクロモデルを使用しエンジンへ燃料を供給するインジェクターノズルの燃料噴霧の様子を、汎用機(4孔、φ0.2 mm)ノズルをハンドテスターに取り付け、開弁圧30MPaで噴霧を撮影しました。超低噴射率のためか、噴射直後の液糸の伸長と液滴への分裂を経て、通常の噴霧に移行していく様子を生々しく捉えることができ、高感度のセンサーを持つハイスピードカメラPhantom V2512(相当機)を使用することにより非常に明るく、鮮明に捉えることに成功しました。
インジェクターノズルとは自動車のエンジン内へ燃料を噴射する装置です。ガソリンエンジンやディーゼルエンジンの気管内噴射に用いられ、ガソリンエンジンのマニホールド内への噴射ではコンピューターからパルスによって動作する電磁弁を使用され、ディーゼルエンジンでは機械式ノズルとコモンレール用の信号によって開閉する電磁弁式のノズルがあります。インジェクターノズルの噴霧の可視化を行うことはエンジンの研究において重要とされる燃焼効率改善、環境汚染物質の削減などの課題解決に必要な要素となります。エンジンへ燃料を供給するインジェクターノズルの燃料噴霧の様子をVision Research Inc.（米国）製ハイスピードカメラPhantom V2512（相当機）のモノクロモデルを用いて可視化撮影しました。Phantom V2512(相当機)はISO感度モノクロ：100,000、カラー：10,000とシリーズ最高感度を有し、フル解像度1280ｘ800ピクセル時に25,600コマ／秒の超高速撮影性能を備えたハイエンドモデルです。シリーズ最高スペックの撮影速度と高感度センサーを有し、噴射直後の高速な噴霧から液滴への分裂を鮮明が出来ております。
使用機材
使用カメラ : ハイスピードカメラPhantom V2512（相当機）モノクロモデル
試験対象 : インジェクターノズル
フレームレート:50,000コマ/秒
解像度: 512ｘ512ピクセル
露光時間：3μ秒
結果説明
エンジンへ燃料を供給するインジェクターノズルの燃料噴霧をハイスピードカメラPhantom V2512（相当機）モノクロ機を用いて可視化撮影しました。本事例では、汎用機の(4孔、φ0.2 mm)ノズルをハンドテスターに取り付け、開弁圧30MPaで燃料噴霧の様子を撮影しました。
ハイスピードカメラを用いた高速現象の撮影ではブレのないシャープな画像を取得するためにシャッター速度（露光時間）を短くする必要があります。シャッター速度を短くすると画像は暗くなるため、高感度なセンサーをもつカメラを使用することが非常に重要です。高速度かつ高感度なハイスピードカメラPhantom V2512（相当機）を使用したことでインジェクターノズルからの噴霧直後の高速な挙動から噴霧の液滴の様子を鮮明に捉えることができました。
ノビテックでは様々な高速度現象の可視化に適したハイスピードカメラのラインナップ各種を取り揃えております。各種デモやオンラインでのご相談も承っておりますので、こちらよりお気軽にご相談ください。
