Hyper Vision HPV-X2

高速度ビデオカメラ

撮像例:自動車分野

自動車

・ ボディ材の破壊挙動
・ エンジンの燃焼過程
・ 燃料噴射装置の噴射過程

高出力かつ高効率な自動車エンジンを開発するためには,エンジンの構成部品である燃料噴射装置(インジェクタ)の燃料噴射過程や点火プラグによる燃料着火過程などを詳細に観察・解析することが必要となります。
また,軽量で高強度な炭素繊維強化プラスチック(CFRP)のような新しい材料を用いた自動車ボディの開発が盛んに行われていますが,このような新規材料の開発においては,材料が衝撃を受けた際の変形・破壊挙動を観測し,解析することが必要となります。
また,近年は高速度カメラによって撮影した材料の変形挙動を画像解析ソフトを使って解析し,材料の2次元あるいは3次元歪み分布を動的に解析することも行われています。
その他,エンジンの燃焼プロセスやエアバックの挙動を観察するために,高速度カメラが利用されています。

エンジンの構成部品の観察・解析方法

点火プラグの放電やインジェクタの燃料噴射の様子は,部品単体での観察や可視化エンジンと呼ばれる,内部観察できる窓を設置したエンジンの観察によって,詳細に解析することができます。

可視化エンジンによる点火プラグ放電観察/インジェクタの燃料噴射観察

自動車エンジンの燃料噴射ノズル(インジェクタ)

エンジンの燃料噴射ノズルから液体燃料を噴射し,均一な径の微粒子へ変える微粒化過程の解析は,高出力かつ高効率なエンジンの開発に欠かせません。画像はノズル先端の細孔から高速噴射された液体燃料が,円錐状の膜を形成し,液滴へと変化していく様子を捉えています。

(岡山大学・河原先生ご提供)

撮影速度:200万コマ/秒
視野幅:約1.2 mm

燃料の微粒化過程

ノズル出口付近

燃料噴射ノズルから放出された燃料がノズルから離れるに従って微粒子へ変化していく様子を撮影しています。

(岡山大学・河原先生ご提供)

撮影速度:1,000万コマ/秒
視野幅:約1.2 mm

ノズルから1mm付近

ノズルから2mm付近

点火プラグ

点火プラグの電極間で発生する火花放電の様子を撮影しています。画像の左から右へ向かって噴射されている燃料の影響によって火花形状が大きく曲げられていることがわかります。

(岡山大学・河原先生ご提供)

撮影速度:100万コマ/秒
視野幅:約30 mm

炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の高速引張試験

高速引張試験機によるCFRP破断の様子を捉えました。CFRPは限界荷重で瞬時に破壊するため,その過程を詳細に観察するためには1,000万コマ/秒の撮影速度が必要となります。

撮影速度:1,000万コマ/秒
視野幅:約10 mm

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