CN114414253A - 一种氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔，包括燃烧腔体、散热腔体和测试腔体，所述燃烧腔体的一端通过锥形连接管与所述散热腔体的一端连接，所述散热腔体的另一端与所述测试腔体连接，所述燃烧腔体的另一端设有进气口；所述散热腔体的直径与所述测试腔体的直径相同；所述燃烧腔体内设置有进气管、点火装置和旋火器，所述进气口与所述进气管连通，且所述进气管远离所述进气口的一端设置有点火装置。本发明能够使燃烧腔的燃烧区域稳定燃烧并产生大流量尾气，模拟汽车发动机燃烧尾气，实现模拟气氛的快速切换，燃烧腔的自动点火，使氧传感器燃烧测试台能高效地对氧传感器的电气性能进行测量。

Description

一种氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔

技术领域

本发明涉及燃烧腔技术领域，特别是涉及一种氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔。

背景技术

氧传感器作为汽车发动机的关键部件，对汽车尾气排放控制起到重要作用。汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的燃烧状态反馈单元，是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件，氧传感器均安装在发动机排气管上，对可靠性要求高，由此对于氧传感器性能的检测尤为关键。

汽车氧传感器属于汽车发动机的功能件，工作环境也相对恶劣，因此为保证传感器质量，需对出厂前的氧传感器电气性能进行快速的合格测试。而目前所采用的燃烧腔对燃气和空气的摄入远远达不到汽车发动机正常运行时的状态，与实际汽车尾气排放的流速有较大的差异，无法实现气氛的快速切换，无法准确评估出传感器的真实性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题目的在于提供一种氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔，利用旋火技术能够使燃气在燃烧腔的燃烧区域内稳定高速燃烧并产生尾气，实现模拟汽车发动机燃烧的功能，实现高流速汽车尾气，使氧传感器燃烧测试台能高效准确地对氧传感器的电气性能进行测量。

为达到上述目的，本发明提供一种氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔，包括燃烧腔体、散热腔体和测试腔体，所述燃烧腔体的一端通过锥形连接管与所述散热腔体的一端连接，所述散热腔体的另一端与所述测试腔体连接，所述燃烧腔体的另一端设有进气口；

所述燃烧腔体的直径大于所述散热腔体的直径，所述散热腔体的直径与所述测试腔体的直径相同；

所述燃烧腔体内设置有进气管、点火装置和旋火器，所述进气口与所述进气管连通，且所述进气管远离所述进气口的一端设置有点火装置，所述进气管靠近所述点火装置的外壁上套装有所述旋火器。

具体的，燃烧腔体内设有旋火器，旋火器为环形结构，在圆周方向形成一聚焦点的立体锥度焰面，火焰集中，可减少热量散失，火焰喷出时，在圆周方向还形成旋转紊流火焰，旋转紊流火焰旋转速率随着进气流速的增大而增大，再经过锥形连接管的聚集，使得燃烧更加充分稳定，提高了燃气的利用率。点火装置可接外插入式点火设备,即可外置点火器。

具体的，燃烧腔体底部设有进气口，便于主燃气和空气进入，还有一个由电脑控制的点火器，主燃气主要成分为丙烷或甲烷；紧挨着燃烧腔体的为散热腔体，且与燃烧腔体用电焊的方式快速焊接，燃烧腔体由一个锥形连接管和空心圆筒组成。靠近散热腔体的那一侧为圆台结构，空心锥形圆台与空心圆筒二者用快速法兰连接。锥形结构可加快速模拟气流的流速。

具体的，燃烧腔上离所述进气口的一端还设置有测温装置，散热腔体上设置有散热片和测温装置，测试腔体上设置有加热保温和测温的装置以及供氧传感器测试的快速接口，测试腔体的尾端还设有大直径的连接盘用于与尾气回收装置连接。

具体的，测试腔体为带有多个快速测试接口的圆筒状结构，同时测试多个氧传感器的电气性能参数。氧传感器推送装置上装夹成品氧传感器或芯片氧传感器，与控制台相连，可由控制台控制推送进行测试，并把测试结果反馈给控制台。人们可以通过控制台实时监测测试过程和结果。

进一步，所述散热腔体上设置有补偿气孔和测温孔。

具体的，散热腔体上设置有热电偶安装口和进空气的补偿气孔。热电偶感知腔内气体的温度，将感知的温度传送给外部的温度变送装置，补偿气孔用于通入或切断新鲜空气，从而快速变换测试腔内的气氛。

进一步，所述测试腔体上设置有多个快速测试接口和热电偶接口，热电偶感知腔内气体的温度，将感知的温度传送给外部的温度变送装置，所述测试腔体外部设置有加热棒，根据温度偏差给加热棒通电控制测试腔的温度，多个所述测试接口测试不同氧传感器的性能参数。

具体的，测试腔体上设置了八个大小相同的快速测试接口，八个快速测试接口可以同时为八支氧传感器的电气性能参数的测试提供气氛，每个接口的参数都会实时发送给氧传感器燃烧测试台的控制端。

进一步，所述测试腔体的外侧套装有保护外壳，所述保护外壳与所述测试腔体之间设置有多个支撑件，所述测试腔一端与散热腔相连，另一端与大气相通，整个燃烧测试腔形成半封密式结构。

进一步，所述燃烧腔体、所述散热腔体和所述保护外壳的底部设置有多个支撑架，多个所述支撑架支撑所述燃烧腔体、所述散热腔体和所述保护外壳的一端呈半圆形，所述支撑架的另一端固定在氧传感器燃烧测试台上。

进一步，所述散热腔体采用一体式散热片组成，所述散热片用于模拟气氛散热处理，所述散热腔体通过在多个所述测温孔上外插热电偶进行测温，以决定是否启动外置风扇进行风冷。

进一步，所述燃烧腔体内设有点火器，在燃烧腔的点火区域，通过外接的点火装置可实现燃烧测试腔的自动点火功能；所述点火器通过外接电路与燃烧测试台控制模块连接；通过燃烧测试台的电脑主机模拟发动机尾气气氛。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下优点：

本发明燃烧腔的燃烧区内设有一个旋火器，旋火器是一个圆环结构，外圆弧由多个扇片组成，内圆弧是一个螺纹结构，圆环上设置有多个圆形导气孔，圆形导气孔结构由外向里是斜向的圆孔，点火器紧挨在圆形导气孔上。斜向的圆孔使得主燃气和空气进入点火的瞬间形成一个导火弯轨，导火弯轨使主燃气和空气进入燃烧区充分混合并稳定燃烧的主要部件，使大流量的燃气稳定燃烧；主燃气和空气充分燃烧之后经过锥形连接管进一步提高流速进入散热腔体，散热腔体采用一体式散热片组成，散热腔体是为了控制模拟尾气温度降至目标温度点。散热腔体上的补偿气孔可实现模拟气氛浓度快速地高低度化。此新型的半封闭式燃烧测试腔实现了汽车发动机正常运行时燃烧尾气的模拟，。可以实现全封闭式的旋火燃烧，具有大流量、高流速的性能，同时实现了模拟气氛的快速切换和温度控制，能更准确地表征出传感器的电气性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔的结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔的散热腔体的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔的测试腔体的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔的进气管的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔的锥形连接管的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔的支撑件的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔的支撑架的结构示意图；

图中各个附图标记的对应的部件名称是：1为燃烧腔体、101为进气口、102为进气管、103为点火装置、104为旋火器、2为散热腔体、201为补偿气孔、202为测温孔、3为测试腔体、301为测试接口、302为加热棒、303为第一传感器连接孔、304为第二传感器连接孔、305为第一测温孔、306为第二测温孔、307为第三测温孔、308为尾气排气口、4为锥形连接管、5为保护外壳、6为支撑件、7为支撑架、701为第一支撑架、702为第二支撑架、703为第三支撑架、704为第四支撑架、8为尾气连接环。

具体实施方式

本实施例：

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1和图2所示，一种氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔，包括燃烧腔体1、散热腔体2和测试腔体3，燃烧腔体1的一端通过锥形连接管4与散热腔体2的一端连接，散热腔体2的另一端与测试腔体3连接，燃烧腔体1的另一端设有进气口101，测试腔体3的一端与大气相通，形成半封闭式结构；

燃烧腔体1的直径大于散热腔体2的直径，散热腔体2的直径与测试腔体3的直径相同；

燃烧腔体1内设置有进气管102、点火装置103和旋火器104，进气口101与进气管102连通，且进气管102远离进气口101的一端设置有点火装置103，进气管102靠近点火装置103的外壁上套装有旋火器104。

参阅图1、图5和图6，具体的，燃烧腔体1、散热腔体2和测试腔体3。燃烧腔体为圆筒柱状结构，其一端有进气口101，便于主燃气和空气进入，进气口101与进气管102连通，且进气管102远离进气口101的一端设置有点火装置103，点火装置103由电脑控制，主燃气主要成分为丙烷、天然气或液化石油气；通过锥形连接管4将燃烧腔体1和散热区腔体2连接，采用电焊的方式焊接，散热腔体2上有两个孔，分别用于进补偿气和热电偶测温；紧接着散热腔体2的另一端连接有测试腔体3，与散热腔体2用快速法兰连接，测试腔体3为带有多个测试接口301的圆筒状结构，每个测试接口301都可以对接氧传感器，并同时为氧传感器提供模拟气氛环境。与控制台相连，可由控制台控制测试，并把测试结果反馈给控制台。用户可以通过控制台实时监测测试过程和结果。

具体的，燃烧腔体1内设有旋火器104，在圆周方向形成一聚焦点的立体锥度焰面，火焰集中，可减少热量散失，火焰喷出时，在圆周方向还形成旋转紊流火焰，旋转紊流火焰旋转速率随着进气流速的增大而增大，再经过锥形连接管4的聚集，使得燃烧更加充分稳定，提高了燃气的利用率。

具体的，进气管102远离进气口101的一端还设置有测温装置，散热腔体2上设置有散热片和测温装置，测试腔体3上设置有加热保温和测温的装置以及供M18快速测试的接口，测试腔体3的尾端还设在大直径的连接盘用于与尾气回收装置连接，使得烧燃测试腔形成半封闭式结构。燃烧腔体1和锥形连接管4之间通过法兰盘连接，锥形连接管4和散热腔体2之间焊接，散热腔体2和测试腔体3之间通过法兰盘连接。

具体的，旋火器104为环形结构，环形的外圆弧由多个扇片组成，环形的内圆弧是一个螺纹结构，圆环上有多个圆形导气孔，圆形导气孔结构由外向里是斜圆孔，点火装置103紧挨在圆形导气孔的外侧。旋火器104可以保证大流速燃气在小范围围内稳定充分燃烧。

燃烧腔体1内燃气稳定的燃烧并产生模拟尾气是氧传感器检测的核心必备要素，燃气和空气的简单摄入远远达不到汽车发动机正常运行时的尾气流速，本实用运用燃烧腔设计结构，使得燃气在内部稳定高速燃烧，并通过气体补偿切换，温度控制，实现模拟汽车发动机高流速尾气的功能要求。

参阅图3，其中，散热腔体2上设置有补偿气孔201和测温孔202。

具体的，散热腔体2有放置热电偶的热电偶安装口和进空气的补偿气孔201。热电偶感知燃烧时腔内的温度，将感知的温度传送给外部的温度变送装置补偿气孔201通入或者切断新鲜补偿空气，实现模拟尾气气氛的快速切换。

参阅图2和图4，其中，测试腔体3上设置有多个测试接口301，测试腔体外部设置有加热棒302，多个所述测试接口301同时测试多个氧传感器性能参数。如图4所示，测试腔体3上还设置有第一传感器连接孔303、第二传感器连接孔304、第一测温孔305和第二测温孔306，第三测温孔307；其中，第一传感器连接孔303和第二传感器连接孔304可连接两支标准传感器，用来与所测出来的氧传感器作对比校验和测试腔内气氛的控制；第二测温孔306是用来测温控测的。第一测温孔305和第三测温孔307用于监视8个测试孔的温度均匀性。测试腔体3尾部还设置有尾气排气口308，将模拟尾气最终排向空气。

测试腔体上设置了8个大小相同的圆形测试接口301，八个圆形测试接口301可以同时为八支氧传感器测试提供模拟气氛。测试腔体外部还放置了加热棒302，用于控制测试气体的温度。

参阅图1和图7，其中，测试腔体3的外侧套装有保护外壳5，保护外壳5与测试腔体3之间设置有多个支撑件6。

保护外壳5可用来保温，保护外壳5里面可装有四根加热棒和石棉，石棉同样也用于是保温。

参阅图1和图8，其中，燃烧腔体1、散热腔体2和保护外壳5的底部设置有多个支撑架7，支撑架7包括第一支撑架701、第二支撑架702、第三支撑架703和第四支撑架704，多个支撑架7支撑燃烧腔体1、散热腔体2和保护外壳5的一端呈半圆形，支撑架7的另一端固定在氧传感器燃烧测试台上。测试腔体3尾部还设置有尾气连接环8。

其中，散热腔体2采用一体式散热片组成，散热片用于散热处理，散热腔体2通过在多个测温孔202上外插热电偶进行测温。

其中，燃烧腔体1内设有点火器，在燃烧腔的点火区域，通过外接的点火装置可实现燃烧测试腔的自动点火功能；点火器通过外接电路与燃烧测试台控制模块连接；通过燃烧测试台的电脑主机模拟发动机尾气气氛。

本发明燃烧腔的燃烧区内设有一个旋火器，旋火器是一个圆环结构，外圆弧由多个扇片组成，内圆弧是一个螺纹结构，圆环上设置有多个圆形导气孔，圆形导气孔结构由外向里是斜向的圆孔，点火器紧挨在圆形导气孔上。斜向的圆孔使得主燃气和空气进入点火的瞬间形成一个导火弯轨，导火弯轨使主燃气和空气进入燃烧区充分混合并稳定燃烧的主要部件，主燃气和空气充分燃烧之后经过锥形连接管进入散热腔体，从而实现了模拟汽车发动机大流量的燃烧状态，同时提高了燃气的利用率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔，其特征在于，包括燃烧腔体(1)、散热腔体(2)和测试腔体(3)，所述燃烧腔体(1)的一端通过锥形连接管(4)与所述散热腔体(2)的一端连接，所述散热腔体(2)的另一端与所述测试腔体(3)连接，所述燃烧腔体(1)的另一端设有进气口(101)；

所述燃烧腔体(1)的直径大于所述散热腔体(2)的直径，所述散热腔体(2)的直径与所述测试腔体(3)的直径相同；

所述燃烧腔体(1)内设置有进气管(102)、点火装置(103)和旋火器(104)，所述进气口(101)与所述进气管(102)连通，且所述进气管(102)远离所述进气口(101)的一端设置有点火装置(103)，所述进气管(102)靠近所述点火装置(103)的外壁上套装有所述旋火器(104)。

2.根据权利要求1所述的氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔，其特征在于，所述散热腔体(2)上设置有补偿气孔(201)和测温孔(202)；通过所述补偿气孔(201)快速切换改变燃烧测试腔内模拟气氛。

3.根据权利要求1所述的氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔，其特征在于，所述测试腔体(3)上设置有多个测试接口(301)，所述测试腔体外部设置有加热棒(302)，多个所述测试接口(301)保持测试腔温度并同时测试多个氧传感器的电气性能参数。

4.根据权利要求3所述的氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔，其特征在于，所述测试腔体(3)的外侧套装有保护外壳(5)，所述保护外壳(5)与所述测试腔体(3)之间设置有多个支撑件(6)。

5.根据权利要求4所述的氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔，其特征在于，所述燃烧腔体(1)、所述散热腔体(2)和所述保护外壳(5)的底部设置有多个支撑架(7)，多个所述支撑架(7)支撑所述燃烧腔体(1)、所述散热腔体(2)和所述保护外壳(5)的一端呈半圆形，所述支撑架(7)的另一端固定在氧传感器燃烧测试台上。

6.根据权利要求5所述的氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔，其特征在于，所述散热腔体(2)采用一体式散热片组成，所述散热片用于进行散热处理，所述散热腔体(2)通过在多个所述测温孔(202)上外插热电偶进行测温。

7.根据权利要求1所述的氧传感器燃烧测试台的半封闭式燃烧测试腔，其特征在于，所述燃烧腔体(1)内设有点火器，在燃烧腔的点火区域，通过外接的点火装置可实现燃烧测试腔的自动点火功能；所述点火器通过外接电路与燃烧测试台控制模块连接；通过燃烧测试台的电脑主机模拟发动机尾气气氛。

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