CN104005893A - 一种壁面可变的碰壁喷雾测试定容弹体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种壁面可变的碰壁喷雾测试定容弹体，属于内燃机技术领域。所述定容弹体的弹体上盖设有喷油器安装装置，喷油器装配在该喷油器安装装置中，弹体上盖底部还设有倒锥形的燃烧室顶面模拟体，燃烧室顶面模拟体与喷油器安装装置共同固定喷油器，弹体下盖上部的中心位置还设有活塞模拟体，燃烧室顶面模拟体和活塞模拟体均位于弹体主体内部。本发明中喷油器安装装置和燃烧室顶面模拟体的结构可根据实验需要调整，结构灵活；活塞模拟体和活塞模拟体调节装置，可以对活塞的位置进行调节，完成不同喷油时刻的喷雾碰壁实验；同时可以根据实验需要灵活更换活塞模拟体，降低了实验成本。
Description
技术领域
本发明属于内燃机技术领域，具体涉及一种壁面可变的碰壁喷雾试验用定容弹体，能够根据发动机活塞结构和活塞位置的变化而进行不同的碰壁喷雾试验。
背景技术
汽油缸内直喷技术提高了发动机的燃油经济性、降低了污染物排放水平，尤其在部分负荷工况下通过分层充量稀燃技术来降低燃油消耗。由于汽油机大多缸径较小，所以采用缸内直喷技术喷雾撞壁现象不可避免。喷雾撞壁能加强燃油的升温和蒸发过程，撞击破碎的燃油增加了与燃烧室接触的面积，而且近壁面的气体涡流加速了喷雾射流的扩散，提高了燃油与空气的混合程度。同时，喷雾撞壁后，在壁面形成了油膜，从而出现了液滴二次雾化现象，引起蒸发速率下降，部分燃油甚至脱离了主要燃烧阶段，液滴被氧化，增加了未燃碳氢化合物的形式排出，尤其在发动机冷启动和低速、低负荷运行工况。
发明内容
本发明为了进一步减小发动机燃烧系统的开发成本，分析喷雾撞壁现象，提供一种壁面可变的碰壁喷雾测试定容弹体，可以实现模拟发动机缸内不同活塞位置和不同活塞顶面结构形式时燃油喷射油束与活塞顶面的匹配，所述定容弹体结构灵活，具有一定的实际应用价值。
本发明提供的技术方案为：一种壁面可变的碰壁喷雾测试定容弹体，包括弹体主体以及分别连接在弹体主体顶端和底端的弹体上盖和弹体下盖，弹体主体为周向开有四个开口的中空结构体，每个开口通过石英玻璃法兰将石英玻璃固定于弹体主体上，并通过石英玻璃实现每个开口的密封。弹体上盖上设有喷油器安装装置，喷油器装配在该喷油器安装装置中，弹体上盖底部还设有倒锥形的燃烧室顶面模拟体，燃烧室顶面模拟体与喷油器安装装置共同固定喷油器，弹体下盖上部的中心位置还设有活塞模拟体，燃烧室顶面模拟体和活塞模拟体均位于弹体主体内部；弹体上盖端面通过周向布置的弹体上盖安装孔安装有温度传感器、加热器、压力传感器、进气接通装置以及喷油器安装装置，弹体下盖中心位置上位于活塞模拟体的下方设有活塞模拟体调节装置，活塞模拟体调节装置通过螺杆与活塞模拟体连接，弹体下盖端面通过周向布置的弹体下盖安装孔安装有排气装置和活塞模拟体温度及壁面油膜的测量及调节控制线路。
所述活塞模拟体调节装置包括旋芯底座和活塞模拟体托盘，旋芯底座设置在弹体下盖的下方，螺杆下端固定在旋芯底座的中心部位，螺杆上端穿过弹体下盖与活塞模拟体托盘连接。旋芯底座可带动螺杆旋转，活塞模拟体托盘旋在螺杆上并随螺杆旋转而转动，活塞模拟体由活塞模拟体调节装置及螺杆带动在弹体主体内上下移动。
所述旋芯底座上部设置有支撑筋，活塞模拟体托盘底部设置有螺旋面，支撑筋与螺旋面相互配合完成活塞模拟体托盘在螺杆上的初始上升移动。
所述石英玻璃与弹体主体之间装有弹体密封圈，进一步保证密封效果。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明提供的碰壁喷雾测试定容弹体，可以通过加热器、进气接通装置和排气装置共同调整弹体内部的实验气体温度和成分，保证了实验的顺利进行。
2、本发明所提供的碰壁喷雾测试定容弹体上盖中间设置有喷油器安装装置，该装置可根据不同喷油器外形灵活调整，降低了实验成本。
3、本发明所提供的碰壁喷雾测试定容弹体上盖底端设置有燃烧室顶面模拟体，其结构可根据实验需要调整，结构灵活，降低了实验成本。
4、本发明所提供的碰壁喷雾测试定容弹体下盖中心设置有活塞模拟体和活塞模拟体调节装置，可以对活塞的位置进行调节，完成不同喷油时刻的喷雾碰壁实验；同时可以根据实验需要灵活更换活塞模拟体，降低了实验成本。
附图说明
图1为本发明定容弹体的结构示意图；
图2为本发明定容弹体中旋芯底座的结构示意图；
图3为本发明定容弹体中活塞模拟体托盘的结构示意图。
图中：
1.弹体主体； 2.弹体上盖； 3.弹体下盖； 101.开口；
4.燃烧室顶面模拟体； 5.喷油器安装装置； 6.喷油器； 7.石英玻璃；
8.石英玻璃法兰； 9.弹体上盖安装孔； 10.弹体上盖固定螺钉；
11.弹体下盖安装孔； 12.弹体下盖固定螺钉； 13.活塞模拟体；
14.活塞模拟体调节装置； 15.弹体密封圈； 16.旋芯底座； 17.螺杆；
18.支撑筋； 19.活塞模拟体托盘； 20.螺旋面； 21.定位筋。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明技术方案的保护范围不局限于此。
如图1所示，本发明提供一种壁面可变的碰壁喷雾测试定容弹体，包括弹体主体1，弹体主体1为周向壁面开有四个开口101的中空结构体，每个开口101通过石英玻璃法兰8将石英玻璃7固定于弹体主体1上，在石英玻璃7与弹体主体1之间装有弹体密封圈15，可进一步保证其密封效果。
弹体上盖2和弹体下盖3分别通过弹体上盖固定螺钉10和弹体下盖固定螺钉12连接在弹体主体1的顶端和底端，实现密封。弹体上盖2上还设有喷油器安装装置5，喷油器安装装置5通过螺纹固定在弹体上盖2中心位置，喷油器6装配在该喷油器安装装置5中，喷油器安装装置5的内孔结构是根据喷油器6的外部结构进行设计的，与喷油器6的外部形状相匹配，使得喷油器6通过喷油器安装装置5伸入弹体主体1内部；喷油器安装装置5的外圈与弹体上盖2螺纹连接。弹体上盖2内表面还连接有倒锥形的燃烧室顶面模拟体4，燃烧室顶面模拟体4位于弹体主体1内部，(燃烧室顶面模拟体4的结构可以根据实际发动机燃烧室结构具体调整，如下端面内凹的篷顶型等结构)，燃烧室顶面模拟体4与喷油器安装装置5共同固定喷油器6，喷油器6穿过燃烧室顶面模拟体4的顶部，向燃烧室内喷射完成喷雾试验；弹体上盖2端面周向布置有6个弹体上盖安装孔9，分别用来安装温度传感器、加热器、压力传感器、进气接通装置以及喷油器安装装置5，温度传感器和压力传感器分别对弹体主体1内部的试验气体的温度和压力进行测量，加热器根据试验需要对弹体主体1内部的试验气体进行加热，进气接通装置使弹体主体1内部空间充满试验用模拟发动机缸内气体成分的试验气体。
所述燃烧室顶面模拟体4的底面具有法兰连接结构，并通过该法兰连接结构将所述的燃烧室顶面模拟体4螺栓连接在弹体上盖2上。所述燃烧室顶面模拟体4的顶部结构，一般为锥形尖顶，根据不同的燃烧室结构，也可以将顶部设计为其他的结构类型，用于固定喷油器6自由端的同时，可以根据需要对其结构进行调整。
弹体下盖3上部的中心位置还设有活塞模拟体13和活塞模拟体调节装置14，活塞模拟体13位于弹体主体1内部，可根据不同发动机活塞结构而进行更换，活塞模拟体调节装置14设于活塞模拟体13的下方，并且位于弹体主体1外部，活塞模拟体调节装置14通过螺杆17与活塞模拟体13连接，弹体下盖3端面周向布置有4～6个弹体下盖安装孔11，分别用来安装排气装置和活塞模拟体温度及壁面油膜的测量和调节控制线路，其中弹体主体1内部试验结束后的废气从排气装置排出以保持每次试验弹体主体1内部具有相同的气体条件。
如图2和图3所示，活塞模拟体调节装置14包括旋芯底座16和活塞模拟体托盘19，旋芯底座16设置在弹体下盖3的下方并固定在弹体下盖3的外表面上，螺杆17的底端固定在旋芯底座16的中心部位，旋芯底座16可带动螺杆17旋转，活塞模拟体托盘19内部螺纹与螺杆17外部螺纹配合并随螺杆17旋转而实现上下移动，活塞模拟体13由活塞模拟体调节装置14及螺杆17带动在弹体主体1内上下移动；活塞模拟体13坐落于活塞模拟体托盘19上通过活塞模拟体托盘19上端面向上突起的三条定位筋21与活塞模拟体13底部开有的相应凹槽相配合定位，旋芯底座16上部设置有支撑筋18，活塞模拟体托盘19底部设置有螺旋面20，支撑筋18与螺旋面20相互配合完成活塞模拟体托盘19在螺杆17上的初始上升移动。
Claims (5)
1.一种壁面可变的碰壁喷雾测试定容弹体，包括弹体主体以及分别连接在弹体主体顶端和底端的弹体上盖和弹体下盖，其特征在于：弹体主体为周向开有四个开口的中空结构体，每个开口通过石英玻璃法兰将石英玻璃固定于弹体主体上，并通过石英玻璃实现每个开口的密封；弹体上盖上设有喷油器安装装置，喷油器装配在该喷油器安装装置中，弹体上盖底部还设有燃烧室顶面模拟体，燃烧室顶面模拟体与喷油器安装装置共同固定喷油器，弹体下盖上部的中心位置还设有活塞模拟体，燃烧室顶面模拟体和活塞模拟体均位于弹体主体内部；弹体上盖端面通过周向布置的弹体上盖安装孔安装有温度传感器、加热器、压力传感器、进气接通装置以及喷油器安装装置，弹体下盖中心位置上位于活塞模拟体的下方设有活塞模拟体调节装置，活塞模拟体调节装置通过螺杆与活塞模拟体连接，弹体下盖端面通过周向布置的弹体下盖安装孔安装有排气装置和活塞模拟体温度及壁面油膜的测量及调节控制线路。
2.根据权利要求1所述的一种壁面可变的碰壁喷雾测试定容弹体，其特征在于：所述活塞模拟体调节装置包括旋芯底座和活塞模拟体托盘，旋芯底座设置在弹体下盖的下方，螺杆下端固定在旋芯底座的中心部位，螺杆上端穿过弹体下盖与活塞模拟体托盘连接；旋芯底座可带动螺杆旋转，活塞模拟体托盘旋在螺杆上并随螺杆旋转而转动，活塞模拟体由活塞模拟体调节装置及螺杆带动在弹体主体内上下移动。
3.根据权利要求2所述的一种壁面可变的碰壁喷雾测试定容弹体，其特征在于：所述旋芯底座上部设置有支撑筋，活塞模拟体托盘底部设置有螺旋面，支撑筋与螺旋面相互配合完成活塞模拟体托盘在螺杆上的初始上升移动。
4.根据权利要求1所述的一种壁面可变的碰壁喷雾测试定容弹体，其特征在于：所述石英玻璃与体主体之间装有弹体密封圈。
5.根据权利要求1所述的一种壁面可变的碰壁喷雾测试定容弹体，其特征在于：所述的燃烧室顶面模拟体结构根据实际发动机燃烧室结构具体调整。
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