CN105890905A - 一种适合宽馏程燃料和可变空气组分的内燃机测试装置 - Google Patents

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胡贝
陈庆樟
赵飞
李�杰
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种适合宽馏程燃料和可变空气组分的内燃机测试装置，包括内燃机、设置于内燃机向其喷射混合燃料的喷油器、燃料混合器、依次连接的汽油流量计、汽油泵和汽油箱、依次连接的柴油流量计、柴油泵和柴油箱、用于向内燃机提供混合气体的气罐、依次连接的氧气流量计、氧气阀门和氧气气源、依次连接的氮气流量计、氮气阀门和氮气气源、依次连接的二氧化碳流量计、二氧化碳阀门和二氧化碳气源，所述汽油流量计和柴油流量计的出口连接至燃料混合器，所述燃料混合器的出口连接至喷油器，所述氧气流量计、氮气流量计和二氧化碳流量计的出口连接至气罐。该装置可灵活配置汽柴油混合燃料和混合气体以适应内燃机测试需求。

Description

一种适合宽馏程燃料和可变空气组分的内燃机测试装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机测试装置，特别是涉及一种适合宽馏程燃料和可变空气组分的内燃机测试装置。
背景技术
柴油燃料具有良好的着火性能，主要以缸内压缩燃烧的方式在内燃机上应用，由于柴油混合气形成时间短，缸内混合气极其不均匀，缸内存在局部混合气过浓和过稀的区域，导致燃烧产物微粒和NOx呈现“此消彼长”的竞争关系。汽油燃料具有良好的挥发性，主要以进气道喷射挥发并在内燃机中火花塞点火燃烧。汽油和柴油由于燃料性质的不同，在内燃机上应用时各具优势，国内外学者提出通过将柴油和汽油按照一定的比例混合，得到宽馏程燃料，形成柴油和汽油统一化的燃烧模式，实现高效清洁燃烧。在现有的宽馏程燃料研究中，研究者大多配置好不同汽柴油比例的宽馏程燃料后，进行内燃机台架试验，缺乏相应的动态试验测试装置，使得试验操作复杂。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种适合宽馏程燃料和可变空气组分的内燃机测试装置，实现宽馏程燃料和可变空气组分的动态配置以进行内燃机测试。
本发明的技术方案是这样的：一种适合宽馏程燃料和可变空气组分的内燃机测试装置，包括内燃机、设置于内燃机向其喷射混合燃料的喷油器、燃料混合器、依次连接的汽油流量计、汽油泵和汽油箱、依次连接的柴油流量计、柴油泵和柴油箱、用于向内燃机提供混合气体的气罐、依次连接的氧气流量计、氧气阀门和氧气气源、依次连接的氮气流量计、氮气阀门和氮气气源、依次连接的二氧化碳流量计、二氧化碳阀门和二氧化碳气源，所述汽油流量计和柴油流量计的出口连接至燃料混合器，所述燃料混合器的出口连接至喷油器，所述氧气流量计、氮气流量计和二氧化碳流量计的出口连接至气罐。
进一步的，包括控制器，所述控制器接收汽油流量计、柴油流量计、氧气流量计、氮气流量计和二氧化碳流量计信号，所述控制器控制汽油泵和柴油泵流量、控制氧气阀门、氮气阀门和二氧化碳阀门开度。
进一步的，所述燃料混合器包括圆筒状混合器壳体，所述混合器壳体的两端设有进油口和出油口，所述混合器壳体内部沿其轴线方向间隔布置若干螺旋叶片，所述螺旋叶片和混合器壳体之间形成螺旋流道。
本发明所提供的技术方案的优点在于，实现了内燃机用宽馏程燃料的灵活配置，可根据研究需要，得到不同体积比例的柴油/汽油混合燃料；同时也实现了内燃机进气成分的灵活调整，可根据研究需要，得到不同比例的氧气、氮气和二氧化碳混合气体。
附图说明
图1为适合宽馏程燃料和可变空气组分的内燃机测试装置结构示意图。
图2为燃料混合器结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
请参见图1，本实施例所涉及的适合宽馏程燃料和可变空气组分的内燃机测试装置，包括内燃机1、设置于内燃机1向其喷射混合燃料的喷油器2、燃料混合器3、依次连接的汽油流量计4、汽油泵5和汽油箱6、依次连接的柴油流量计7、柴油泵8和柴油箱9、用于向内燃机1提供混合气体的气罐10、依次连接的氧气流量计11、氧气阀门12和氧气气源13、依次连接的氮气流量计14、氮气阀门15和氮气气源16、依次连接的二氧化碳流量计17、二氧化碳阀门18和二氧化碳气源19。其中汽油流量计4和柴油流量计7的出口连接至燃料混合器3，燃料混合器3的出口连接至喷油器2，氧气流量计11、氮气流量计14和二氧化碳流量计17的出口连接至气罐10。该装置还包括了控制器20，用于接收汽油流量计4、柴油流量计7、氧气流量计11、氮气流量计14和二氧化碳流量计17信号，并控制汽油泵5和柴油泵8流量、控制氧气阀门12、氮气阀门15和二氧化碳阀门18开度。
本发明采用的燃料混合器3结构如图2所示，主要由螺旋叶片31、混合器壳体32、密封法兰组成，混合器壳体32呈圆筒状结构，两端设置密封法兰分别作为进油口33和出油口34。混合器壳体32内部沿其轴线方向间隔布置多个螺旋叶片31，螺旋叶片31和混合器壳体32之间形成螺旋流道35。工作时，燃料由进油口33进入混合器壳体32，经混合器壳体32内螺旋叶片31及螺旋流道35充分混合均匀后，从出油口34流出，达到燃料混合均匀的目的。
整个测试装置工作流程包括以下步骤：
(1)根据宽馏程燃料的成分比例需要，控制器20用于调节柴油泵8和汽油泵5的转速，结合柴油流量计7和汽油流量计4，控制汽油和柴油的流量，灵活配置不同比例的汽油、柴油混合燃料；
(2)汽油、柴油混合燃料配置完成后，经燃料混合器3混合均匀，经高压油管进入内燃机1的喷油器2；
(3)根据参与燃烧的空气组分需要，控制器20用于调节氧气阀门12、氮气阀门15和二氧化碳阀门18的开度，结合相应的氧气流量计11、氮气流量计14和二氧化碳流量计17以控制三种气体流量，配置不同气体成分的空气，然后进入用于稳定混合气体气压的气罐10，并经进气管进入内燃机1；
(4)测试时，可以根据研究需要，通过控制器20对泵和阀门的控制，配置不同成分比例的柴油、汽油混合燃料，同时配置不同成分的空气，测试内燃机的动力性、经济性和排放性指标。

Claims (3)

1.一种适合宽馏程燃料和可变空气组分的内燃机测试装置，其特征在于：包括内燃机、设置于内燃机向其喷射混合燃料的喷油器、燃料混合器、依次连接的汽油流量计、汽油泵和汽油箱、依次连接的柴油流量计、柴油泵和柴油箱、用于向内燃机提供混合气体的气罐、依次连接的氧气流量计、氧气阀门和氧气气源、依次连接的氮气流量计、氮气阀门和氮气气源、依次连接的二氧化碳流量计、二氧化碳阀门和二氧化碳气源，所述汽油流量计和柴油流量计的出口连接至燃料混合器，所述燃料混合器的出口连接至喷油器，所述氧气流量计、氮气流量计和二氧化碳流量计的出口连接至气罐。
2.根据权利要求1所述的适合宽馏程燃料和可变空气组分的内燃机测试装置，其特征在于：包括控制器，所述控制器接收汽油流量计、柴油流量计、氧气流量计、氮气流量计和二氧化碳流量计信号，所述控制器控制汽油泵和柴油泵流量、控制氧气阀门、氮气阀门和二氧化碳阀门开度。
3.根据权利要求1所述的适合宽馏程燃料和可变空气组分的内燃机测试装置，其特征在于：所述燃料混合器包括圆筒状混合器壳体，所述混合器壳体的两端设有进油口和出油口，所述混合器壳体内部沿其轴线方向间隔布置若干螺旋叶片，所述螺旋叶片和混合器壳体之间形成螺旋流道。
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