随着我国汽车保有量的不断增长,汽车发动机排气污染物已对大气环境和人类健康产生了严重的危害,因此,研究内燃机有害物的生成机理及控制技术具有重要的现实意义。为现代柴油机排气污染物的生成及演化机理的研究提供科研手段,作者开发了可在柴油机任意曲轴转角、选定的燃烧空间位置,获取燃烧室内少量燃烧过程产物的点状快速取样系统。围绕此系统的设计和开发,本文开展了如下具体研究工作:1、开发了以中断控制技术为核心,基于微机硬件和软件资源的电控系统。该系统对定时卡和采集卡进行底层驱动,具有很高的控制精度。通过软件的实时处理和控制信号的逻辑生成,实现了对取样调节参数的独立灵活控制。驱动电路采用具有高速开关特性和高可靠性的N沟道增强型功率器件,可以满足执行机构可靠控制要求。2、设计并加工了对缸内燃烧过程扰动很小的针阀式(内开式)取样阀。选择具有良好化学稳定性的耐热钢4Cr9Si2,制造与燃烧室内高温工质接触的零部件,确保了取样阀的耐久性工作要求。此外,针阀偶件和连接杆偶件的配合面经过精磨后再相互研磨,保证了配合精度。采用氮气稀释机构保护样气,及时淬灭样气以抑制其化学反应。开发的点取样系统最大针阀升程为0.5mm、取样持续期为1ms,设计计算结果表明,取样阀每次抽取缸内条件下的样气容积仅和缸内温度有关。缸内温度为1500K、1800K、2100K时,取样阀每次开启可以从燃烧室中抽取约0.59cm3、0.65 cm3、0.7cm3(缸内条件)的样气。3、搭建了柴油机点状取样试验台架并在台架上进行了系统测试。柴油机正常运转条件下,取样持续期设定为1ms时,该系统成功地从燃烧室内抽取了样气。取样系统不工作时,即取样针阀不开启,在缸内压力作用下检测样气泄漏,结果表明系统具有良好的密封性。开发的点状快速取样系统设计合理,实现了获取柴油机燃烧过程中间产物的要求,可用于柴油机有害排放物生成的研究。