CN105699091B - 一种适用于定容燃烧弹的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于定容燃烧弹的测试装置，包括立方体结构的方块活塞，方块活塞顶面端右部设置有左右方向的第一滑槽，正面中下部设置有上下方向的第二滑槽；方块活塞上表面向左延伸形成上侧板，下表面向左延伸形成下侧板，上侧板、下侧板和方块活塞左表面构成模拟发动机气缸；模拟发动机气缸内设置有传感器；传感器安装座通过传感器座导向杆与第二滑槽滑动连接；方块活塞的左侧设置有水平方向的燃气喷管，燃气喷管的右端出口对应模拟发动机气缸；本发明适用于定容燃烧弹可视化系统，可以得到更精确和更加重要的燃料喷雾特性，为研究优化发动机缸内直喷气体燃料发动机提供有力的理论依据。
Description
技术领域
本发明属于定容燃烧弹可视化试验系统应用领域，具体涉及一种适用于定容燃烧弹的测试装置。
背景技术
随着石油能源危机和环境污染日益严重，提高燃油燃烧效率和寻找清洁替代燃料成为内燃机行业当务之急；基于定容燃烧弹可视化系统研究发动机缸内燃料喷雾特性和燃烧机理已得到研究者们广泛的认可。
国内外众多研究机构和院校利用定容燃烧弹可视化系统研究一些较为基础和便于测量参数的试验探究；黄佐华等人利用定容燃烧弹模拟天然气直喷，进行了天然气-氢气-空气混合气燃烧特性的研究；韩国东亚大学Yu liu等人利用定容燃烧弹可视化系统对缸内直喷天然气喷雾发展历程、着火机率以及燃烧火焰传播过程的影响参数研究；DerekBradley等人在定容燃烧弹可视化系统基础上进行了甲烷—空气燃烧速度、马克斯坦长度、火焰淬熄等燃烧参数的计算研究；J.k.Yeom等人在定容燃烧弹中放置挡块用来模拟燃烧室形状对燃料喷雾发展的影响研究；但其中以定容燃烧弹可视化系统为平台研究测量缸内喷雾发展历程中空间某点瞬时温度和瞬时压力等参数变化时涉及得较少。
发明内容
本发明提供一种可测量发动机缸内三维空间某点瞬时温度值和瞬时压力值等参数的适用于定容燃烧弹的测试装置。
本发明采用的技术方案是：一种适用于定容燃烧弹的测试装置，包括立方体结构的方块活塞，方块活塞顶面端右部设置有左右方向的第一滑槽，正面中下部设置有上下方向的第二滑槽；方块活塞上表面向左延伸形成上侧板，下表面向左延伸形成下侧板，上侧板、下侧板和方块活塞左表面构成模拟发动机气缸；模拟发动机气缸侧面设置有传感器，传感器设置在传感器安装座上；传感器安装座通过传感器座导向杆与第二滑槽滑动连接；方块活塞右侧通过连接螺杆连接右容弹侧窗盖；方块活塞上部设置有导向杆，导向杆包括垂直的滑动部和水平的连接部；滑动部的上端连接在连接部的右端，滑动部的下端与第一滑槽滑动配合；连接部的左端下部设置有垂直于连接部的连接杆；方块活塞的左侧设置有水平方向的燃气喷管，燃气喷管的右端出口对应模拟发动机气缸；连接杆的下端通过方块套筒与燃气喷管的右端滑动连接；燃气喷管从左向右穿过左容弹侧窗盖，左端进口设置位于左容弹侧窗盖左侧外表面向外延伸的位置。
进一步的，所述方块套筒为内部中空且下表面开口的长方体结构；方块套筒左右表面相对位置设置有与燃气喷管相配合的方块套筒孔。
进一步的，所述方块活塞上左表面上设置有燃烧室嵌块。
进一步的，所述方块套筒上表面通过第一连接螺栓与连接杆的下端连接，连接杆的上端通过第二连接螺栓连接导向杆。
进一步的，所述第一滑槽和第二滑槽均为凸字形结构。
进一步的，所述传感器座导向杆为L形结构。
本发明的有益效果是：
(1)本发明适用于定容燃烧弹可视化系统，能够测量模拟发动机气缸内三维空间某点瞬时温度值和瞬时压力值等参数；
(2)本发明方块活塞构成的空腔内设置有燃烧室嵌块，可以根据模拟发动机气缸的形状设置不同的燃烧室嵌块；
(3)本发明传感器可相对于模拟发动机气缸上下、左右和前后三个方向运动，可以测量模拟发动机气缸不同位置的数据。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明中方块活塞的主视图。
图3为本发明中方块活塞的右视图。
图4为本发明中方块套筒的结构示意图。
图5为本发明立体结构示意图。
图中：1-1-左容弹侧窗盖，1-2-右容弹侧窗盖，2-燃气喷管，3-方块套筒，4-1-第一连接螺栓，4-2-第二连接螺栓，5-连接杆，6-导向杆，7-方块活塞，8-第一滑槽，9-第二滑槽，10-连接螺杆，11-传感器座导向杆，12-燃烧室嵌块，13-传感器安装座，14-传感器，15-方块套筒螺纹孔，16-方块套筒孔，17-方块活塞螺纹孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
一种适用于定容燃烧弹的测试装置，包括立方体结构的方块活塞7，方块活塞7顶面端右部设置有左右方向的第一滑槽8，正面中下部设置有上下方向的第二滑槽9；方块活塞7上表面向左延伸形成上侧板，下表面向左延伸形成下侧板，上侧板、下侧板和方块活塞7左表面构成模拟发动机气缸；模拟发动机气缸侧面设置有传感器14，传感器14设置在传感器安装座15上；传感器安装座15通过传感器座导向杆11与第二滑槽9滑动连接；方块活塞7右侧通过连接螺杆10连接右容弹侧窗盖1-2；方块活塞7上部设置有导向杆6，导向杆6包括垂直的滑动部和水平的连接部；滑动部的上端连接在连接部的右端，滑动部的下端与第一滑槽8滑动配合；连接部的左端下部设置有垂直于连接部的连接杆5；方块活塞7的左侧设置有水平方向的燃气喷管2，燃气喷管2的右端出口对应模拟发动机气缸；连接杆5的下端通过方块套筒3与燃气喷管2的右端滑动连接；燃气喷管2从左向右穿过左容弹侧窗盖1-1，左端进口设置位于左容弹侧窗盖1-1左侧外表面向外延伸的位置。
进一步的，所述方块套筒3为内部中空且下表面开口的长方体结构；方块套筒3左右表面相对位置设置有与燃气喷管2相配合的方块套筒孔16；燃气喷管2可以在方块套筒孔6内沿方块套筒3左右方向运动；在需要左右方向运动时，导向杆6沿第一滑槽8左右方向移动，带动连接杆5和方块套筒3相对燃气喷管2左右方向运动，能够保持运动的一致性。
进一步的，所述方块活塞7左表面上设置有燃烧室嵌块12；模拟发动机气缸的形状不同时，可以通过更换不同的燃烧室嵌块12实现，可以更加方便的测试不同形状的模拟发送机气缸内的参数。
进一步的，所述方块活塞7右表面通过连接螺杆10右容弹侧窗盖1-2连接；方块活塞7与连螺杆10之间螺纹连接，可以调节连接螺杆10拧入方块活塞7内的深度，微量调整传感器14相对于模拟发动机气缸的左右方向运动。
进一步的，所述方块套筒3上表面通过第一连接螺栓4-1与连接杆5的下端连接，连接杆5的上端通过第二连接螺栓4-2连接导向杆6；这种连接方式可以更加方便的进行拆卸和安装。
进一步的，所述第一滑槽8和第二滑槽9均为凸字形结构；这种结构滑动更加顺畅，而且导向杆6与第一滑槽8相配合的部分不易从第一滑槽8滑出；传感器座导向杆11与第二滑槽9相配合部分不易从第二滑槽9内滑出。
进一步的，所述传感器座导向杆11为L形结构。
使用时，将本发明置于定容燃烧弹内，通过左容弹侧窗盖1-1和右容弹侧窗盖1-2固定在定容燃烧弹内；本发明正面处为可视化视窗，便于高速照相机拍摄其内部的变化；通过改变燃烧室嵌块12的形状可以改变模拟发动机气缸的形状；喷雾经过燃气喷管2出口喷出，出口对应位置为模拟发动机气缸，点火后在模拟发动机气缸燃烧；通过传感器14测量某点的瞬时温度、压力值等数据，如果需要测量喷雾发展历程过程中能量变化，通过调整传感器14相对于模拟发送机气缸的位置实现。
传感器14相对于模拟发送机气缸左右方向运动：导向杆6的滑动部沿第一滑槽8左右移动，同时带动方块套筒3沿燃气喷管2左右移动，实现传感器14相对于方块活塞7左右方向上的移动；同时连接螺杆10通过方块活塞螺纹孔17与方块活塞7螺纹连接，调节连接螺杆10拧入方块活塞螺纹孔17的深度也可以微量调整传感器14相对于方块活塞7左右方向上的相对位置。
传感器14相对于模拟发动机气缸上下方向运动：传感器座导向杆11沿第二滑槽9上下运动，从而带动传感器座13上下运动，实现传感器14相对于方块活塞7上下方向移动。
传感器14相对于模拟发动机气缸前后方向运动：传感器14与传感器安装座13之间可以设置垫片，通过调整垫片的厚度改变传感器14相对于模拟发动机气缸的位置。
本发明可以通过测量定容燃烧弹内三维空间某点瞬时温度值和瞬时压力值，计算测量模拟发动机气缸某区域的喷雾混合能量场分布情况；有助于研究者了解发动机直喷燃料在缸内混合情况和特征参数变化情况；可以得到更精确和更加重要的燃料喷雾特性，为研究优化发动机缸内直喷气体燃料发动机提供有力的理论依据。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种适用于定容燃烧弹的测试装置，其特征在于：包括立方体结构的方块活塞(7)，方块活塞(7)顶面端右部设置有左右方向的第一滑槽(8)，正面中下部设置有上下方向的第二滑槽(9)；方块活塞(7)上表面向左延伸形成上侧板，下表面向左延伸形成下侧板，上侧板、下侧板和方块活塞(7)左表面构成模拟发动机气缸；模拟发动机气缸侧面设置有传感器(14)，传感器(14)设置在传感器安装座(15)上；传感器安装座(15)通过传感器座导向杆(11)与第二滑槽(9)滑动连接；方块活塞(7)右侧通过连接螺杆(10)连接右容弹侧窗盖(1-2)；方块活塞(7)上部设置有导向杆(6)，导向杆(6)包括垂直的滑动部和水平的连接部；滑动部的上端连接在连接部的右端，滑动部的下端与第一滑槽(8)滑动配合；连接部的左端下部设置有垂直于连接部的连接杆(5)；方块活塞(7)的左侧设置有水平方向的燃气喷管(2)，燃气喷管(2)的右端出口对应模拟发动机气缸；连接杆(5)的下端通过方块套筒(3)与燃气喷管(2)的右端滑动连接；燃气喷管(2)从左向右穿过左容弹侧窗盖(1-1)，左端进口设置位于左容弹侧窗盖(1-1)左侧外表面向外延伸的位置。
2.根据权利要求1所述的一种适用于定容燃烧弹的测试装置，其特征在于：所述方块套筒(3)为内部中空且下表面开口的长方体结构；方块套筒(3)左右表面相对位置设置有与燃气喷管(2)相配合的方块套筒孔(16)。
3.根据权利要求1所述的一种适用于定容燃烧弹的测试装置，其特征在于：所述方块活塞(7)左表面上设置有燃烧室嵌块(12)。
4.根据权利要求2所述的一种适用于定容燃烧弹的测试装置，其特征在于：所述方块套筒(3)上表面通过第一连接螺栓(4-1)与连接杆(5)的下端连接，连接杆(5)的上端通过第二连接螺栓(4-2)连接导向杆(6)。
5.根据权利要求1所述的一种适用于定容燃烧弹的测试装置，其特征在于：所述第一滑槽(8)和第二滑槽(9)均为凸字形结构。
6.根据权利要求1所述的一种适用于定容燃烧弹的测试装置，其特征在于：所述传感器座导向杆(11)为L形结构。
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