CN101943097B

CN101943097B - 一种喷雾测试定容弹体

Info

Publication number: CN101943097B
Application number: CN2010102726293A
Authority: CN
Inventors: 杨世春; 郭斌; 李明; 徐斌; 崔海港; 曹耀光; 陈铁
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2030-09-03
Also published as: CN101943097A

Abstract

本发明公开一种喷雾测试定容弹体，包括弹体主体、弹体上盖、喷油器安装座、喷油器、弹体密封板、石英玻璃、石英玻璃法兰和弹体下盖。所述的喷雾测试定容弹体可以显著提高喷油器喷雾特性实验的实验效率，增加喷油器喷雾特性实验中的安全性，并提高喷实验中图像的拍摄效果，进而提高实验分析的准确性和实验质量，减小了喷雾测试定容弹体的温度对喷油器温度影响，保证喷油器的温度为大气温度，同时，还可兼顾对不同喷油器的喷雾特性进行测试，提高了喷雾测试定容弹体的适用性。

Description

一种喷雾测试定容弹体

技术领域

本发明属于内燃机技术领域，涉及一种喷雾测试定容弹体，具体涉及一种发动机喷油器喷雾测试定容弹体。

背景技术

发动机喷油器的喷雾特性是影响发动机性能的重要因素之一，而对于高压直喷发动机来说，喷油器的喷雾特性对发动机燃烧与排放性能有很大的影响，因此，发动机喷油器喷雾特性的测试，对发动机燃烧系统的设计开发有非常重要的意义。

定容弹体是发动机喷油器喷雾特性测试的常用装置，用来定量研究各参数对发动机喷油器喷雾特性的影响。目前所设计的定容弹体多是静态系统，即在实验前先往定容弹体内充入氮气，实验过程中弹体密闭，单次实验结束后再将弹体内的油气混合物放掉，然后准备下次实验，在两次实验之间会出现间隔，实验准备工作来回重复，实验效率低下，且在单次实验结束后，进行油气混合物的处理时，油气混合物很容易与空气接触，极大地增加了实验的危险性。同时，目前所设计的定容弹体，喷油器安装在定容弹体上，直接与金属部分接触，当定容弹体内的氮气被加热到100℃以上时，由于喷油器本身的喷雾，以及定容室内温度与环境温度相差较大时，会在图像拍摄窗口的石英玻璃上产生油雾，影响图像拍摄，并且喷油器本身的温度也将会升高，使得喷油器本身和燃油温度发生变化，影响实验结果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种喷雾测试定容弹体，可以显著提高喷油器喷雾特性实验的实验效率，增加喷油器喷雾特性实验中的安全性，并提高喷雾特性实验中图像的拍摄效果，进而提高实验分析的准确性和实验质量，减小了喷雾测试定容弹体的温度对喷油器温度影响，保证喷油器的温度为大气温度，同时，还可兼顾对不同喷油器的喷雾特性进行测试，提高了喷雾测试定容弹体的适用性。

本发明提供的一种喷雾测试定容弹体主要包括弹体主体、弹体上盖、喷油器安装座、喷油器、弹体密封板、石英玻璃、石英玻璃法兰和弹体下盖。

所述的弹体主体为具有一定高度的中空结构，周向具有开口，每个开口位置均通过石英玻璃法兰固定有一块石英玻璃，将开口密封。所述的弹体上盖和弹体下盖分别机械连接在弹体主体的上端和底端，所述的喷油器安装在喷油器安装座上，喷油器安装座安装在弹体上盖的中心通孔处，喷油器穿过喷油器安装座与弹体内部相通。所述的弹体密封板位于弹体内部，并连接固定在弹体上盖的内表面上。

所述的弹体上盖中心具有通孔A，通孔A的周围分布有进气孔；所述的通孔A分为两段，上段的直径大于下段的直径，使得喷油器的安装座刚好装配在通孔A中；所述的弹体上盖在结构上分为顶板和凸台两部分，弹体上盖的顶板与弹体主体的上端机械连接，连接后使凸台位于弹体主体的内部，所述的凸台的直径从上至下逐渐增大，且凸台的底部具有削角，使凸台的外壁与弹体主体的内壁之间形成空腔A和空腔B。

所述的空腔A为稳压腔，容积较大，用于消除进气压力波动和进气流量不均；所述的空腔B为排气腔，使从稳压腔中的排出的氮气经排气腔排出后，均匀地吹向石英玻璃内表面，由于空腔A和空腔B沿弹体主体的内壁分布一周，从而使石英玻璃的整个内表面均有气流经过，有效消除了石英玻璃上的油雾。

所述的弹体下盖机械连接在弹体主体的底端，弹体下盖具有排气孔，用于将喷雾测试定容弹体内的油气混合物排出弹体。

所述的喷油器安装座为凸形结构，凸起顶端的中心具有通孔B，通孔B的周围具有环形凹槽，该喷油器安装座倒置安装于弹体上盖的通孔A中，并与弹体上盖的上表面机械连接。

所述的弹体密封板中心具有通孔C，该弹体密封板与弹体上盖的下表面机械连接，使喷油器安装座的凸起顶端的环形凹槽与弹体密封板之间形成空腔C；所述的喷油器安装座的通孔B与弹体密封板的通孔C同轴心，使喷油器的底端顺次穿过喷油器安装座的通孔B与弹体密封板的通孔C。

所述的弹体主体与弹体上盖、弹体下盖、石英玻璃与石英玻璃法兰之间的连接均采用密封，所述的弹体密封板与弹体上盖和喷油器之间均采用密封。

本发明的优点在于：

1、本发明所提供的喷雾测试定容弹体，其内部的温度通过加热器的加热温度和充入的氮气流量进行控制，其内部的压力通过排出的油气混合物的流量来进行控制，进气排气是一个连续的过程，容易实现自动控制，缩减实验条件过渡的准备工作和时间，降低了实验过程的危险性，显著提高了实验效率；

2、本发明所提供的喷雾测试定容弹体的环形腔，获得了更大范围的进气气流，且气流更加均匀，消除了石英玻璃上的油雾，能获得最好的图像拍摄效果；

3、本发明所提供的喷雾测试定容弹体在喷油器安装座与弹体密封板之间的空腔，有效地减少了定容弹体向喷油器的热传导，减小了喷雾测试定容弹体的温度对喷油器的温度的影响；

4、本发明所提供喷雾测试定容弹体对不同喷油器的适用性好，能降低实验成本。

附图说明

图1：本发明的喷雾测试定容弹体结构图；

图2：本发明的喷雾测试定容弹体的弹体上盖的主视图；

图3：本发明的喷雾测试定容弹体的弹体上盖的俯视图；

图4：本发明的喷雾测试定容弹体的喷油器安装座的主视图；

图5：本发明的喷雾测试定容弹体的喷油器安装座的俯视图。

图中：1-弹体主体； 2-弹体上盖； 3-喷油器安装座；

4-喷油器； 5-弹体密封板； 6-石英玻璃；

7-石英玻璃法兰； 8-弹体下盖； 201-进气孔；

202-通孔A； 203-空腔A； 204-空腔B

205-顶板； 206-凸台； 301-通孔B；

302-环形凹槽； 501-空腔C； 801-排气孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

本发明提供的一种喷雾测试定容弹体，如图1所示，主要包括：弹体主体1、弹体上盖2、喷油器安装座3、喷油器4、弹体密封板5、石英玻璃6、石英玻璃法兰7和弹体下盖8。所述的弹体主体1为具有一定高度的中空结构，周向具有2～4个开口，每个开口位置都通过石英玻璃法兰7固定有一块石英玻璃6，将开口密封。所述的弹体上盖2和弹体下盖8分别机械连接在弹体主体1的上端和底端，所述的喷油器4安装在喷油器安装座3上，喷油器安装座3安装在弹体上盖2的中心通孔处，喷油器4穿过喷油器安装座3与弹体内部相通。所述的弹体密封板5位于弹体内部，并连接固定在弹体上盖2的内表面上。

所述的弹体上盖2中心具有通孔A202，通孔A202的周围分布有进气孔201；所述的通孔A202分为两段，上段的直径大于下段的直径，使得喷油器的安装座3刚好安装在通孔A202中；弹体上盖2在结构上分为顶板205和凸台206两部分，弹体上盖2的顶板205通过与弹体主体1的上端机械连接，使凸台206位于弹体主体1的内部，所述的凸台206的直径从上至下逐渐增大，且凸台的206的底部具有削角，使凸台206的外壁与弹体主体1的内壁之间形成连续分布一周的空腔A203和空腔B204；所述的空腔A203为稳压腔，容积较大，用于消除进气压力波动和进气流量不均；所述的空腔B204为排气腔，使从稳压腔中的排出的氮气经排气腔排出后，均匀地吹向石英玻璃内表面，由于空腔A203和空腔B204沿弹体主体的内壁分布一周，从而使石英玻璃6的整个内表面均有气流经过，有效消除了石英玻璃6上的油雾。通孔A202的周围均匀分布有进气孔201，用于向喷雾测试定容弹体内充入氮气。

所述的弹体下盖8为平板结构，机械连接于弹体主体1的底端，弹体下盖8的内表面向下凹，形成锥形结构，便于油气混合物的顺利排出，锥形结构上分布有排气孔801，用于将喷雾测试定容弹体内的油气混合物向外排出。

所述的喷油器安装座3具有外径从上到下逐渐变小的三段，并且中心具有通孔B301，通孔B301的内壁形状与喷油器4的形状相吻合，进而使喷油器4可以装配在该通孔B301中如图4和图5所示，通孔B301的周围具有环形凹槽302，该喷油器安装座3安装于弹体上盖2的通孔A202中，并与弹体上盖2的上表面机械连接。

所述的弹体密封板5为凹陷的平板结构，中心具有通孔C；所述的弹体密封板5与弹体上盖2的下表面机械连接，使喷油器安装座3的环形凹槽302与弹体密封板5之间形成空腔C501，且保证喷油器安装座3的通孔B301与弹体密封板5的通孔C同轴心，使喷油器4的底端顺次穿过通孔B301与通孔C。

所述的弹体主体1与弹体上盖2之间、弹体主体1与弹体下盖8之间、弹体主体1与石英玻璃6之间、石英玻璃6与石英玻璃法兰7之间的连接均采用密封，所述的弹体密封板5与弹体上盖2和喷油器4之间均采用密封。

所述的定容弹体喷油器喷雾特性实验过程中，氮气经与喷雾测试定容弹体外部连接的加热器加热后，从弹体上盖2的进气孔201充入喷雾测试定容弹体，经进气孔201充入定容弹体的氮气，首先进入空腔A203，然后经空腔B206沿弹体一周均匀地排出，均匀地吹向石英玻璃6的内表面，，与喷油器向喷雾测试定容弹体内部喷出的燃油混合，形成油气混合物，从弹体下盖8的排气孔801排出后，进入与喷雾测试定容弹体外部连接的油气分离器，进而实现燃油被分离回收，氮气排放到大气中。喷雾测试定容弹体的温度通过外部连接的加热器对氮气的加热温度和充入喷雾测试定容弹体的氮气流量进行控制，喷雾测试定容弹体内的压力通过向外排出油气混合物的流量来进行控制，从进气到排气是一个连续的、自动控制的过程，因此，从一个实验条件过渡到另一个实验条件的准备工作和时间都会很大程度上缩减，显著提高了实验效率。

本发明提供的喷雾测试定容弹体在喷油器安装座3与弹体密封板5之间形成的空腔C501，内部为空气，因空气的热导率远低于金属的热导率，因此，该空腔C501有效地减少了喷雾测试定容弹体向喷油器4的热传导，显著减小了喷雾测试定容弹体的温度对喷油器4温度影响。同时，对于不同类型或型号的喷油器，只需要依具体的喷油器尺寸和形状，设计并更换喷油器安装座3与弹体密封板5，即可进行相应的喷油器喷雾特性实验，提高了喷雾测试定容弹体的适用性。

Claims

1.一种喷雾测试定容弹体，其特征在于：包括弹体主体、弹体上盖、喷油器安装座、喷油器、石英玻璃、石英玻璃法兰和弹体下盖；

所述的弹体主体为中空结构，周向具有开口，每个开口位置都通过石英玻璃法兰固定有一块石英玻璃；

所述的弹体上盖中心具有通孔A，通孔A的周围分布有进气孔；所述的通孔A分为两段，上段的直径大于下段的直径，使得喷油器的安装座刚好装配在通孔A中；所述的弹体上盖在结构上分为顶板和凸台两部分，弹体上盖的顶板与弹体主体的上端机械连接，连接后使凸台位于弹体主体的内部，所述的凸台的直径从上至下逐渐增大，且凸台的底部具有削角，使凸台的外壁与弹体主体的内壁之间形成空腔A和空腔B；

所述的弹体下盖机械连接在弹体主体的底端，弹体下盖具有排气孔，用于将喷雾测试定容弹体内的油气混合物排出弹体；

所述的喷油器安装座中心具有通孔B，使喷油器装配在该通孔B中。

2.根据权利要求1所述的一种喷雾测试定容弹体，其特征在于：还包括弹体密封板，为平板形结构，中心具有通孔C，所述的弹体密封板与弹体上盖的下表面机械连接，且喷油器安装座的通孔B与弹体密封板的通孔C同轴心，使喷油器的底端顺次穿过通孔B与通孔C。

3.根据权利要求2所述的一种喷雾测试定容弹体，其特征在于：所述的喷油器安装座的通孔B的周围具有环形凹槽，喷油器安装座的环形凹槽与弹体密封板之间具有空腔C。

4.根据权利要求1所述的一种喷雾测试定容弹体，其特征在于：所述的弹体下盖的内表面向下凹，形成锥形结构，所述的排气孔分布在该锥形结构上。

5.根据权利要求2所述的一种喷雾测试定容弹体，其特征在于：所述的弹体主体与弹体上盖、弹体主体与弹体下盖、弹体主体与石英玻璃、石英玻璃与石英玻璃法兰之间均采用密封连接，所述的弹体密封板与弹体上盖、弹体密封板与喷油器之间均采用密封。

6.根据权利要求1所述的一种喷雾测试定容弹体，其特征在于：所述的喷油器安装座的通孔B的内壁形状与喷油器的形状相吻合，使喷油器装配在该通孔B中。