[发明专利]双缸快速压缩膨胀燃烧机及其方法

权利要求书

1.一种适用于研究液体替代燃料燃烧过程的双缸快速压缩膨胀燃烧机，其特征在于包括气缸盖（4）、缸体（6）、曲轴（10）、飞轮（11）、电控单元及显示仪表，缸体（6）包含柴油缸和测试燃料缸，柴油缸内部配有柴油缸活塞（7）、柴油缸活塞销（8）、柴油缸连杆（9）、测试燃料缸内部配有测试燃料连杆（12）、测试燃料活塞销（13）、测试燃料活塞（14）；气缸盖（4）包括第一进气道（5）、第一排气道（22）、第二进气道（17）、第二排气道（21）、柴油喷油器（2）、测试燃料喷油器（19）、缸压传感器（15）、石英视窗（16）；

双缸快速压缩膨胀燃烧机自上而下依次是气缸盖（4）、缸体（6）、曲轴（10），气缸盖（4）与缸体（6）紧密接合，中间由密封垫密封；缸体（6）包含柴油缸和测试燃料缸，柴油缸内柴油缸活塞（7）通过柴油缸活塞销（8）与柴油缸连杆（9）连接，测试燃料缸内测试燃料活塞（14）通过测试燃料活塞销（13）与测试燃料连杆（12）连接，两个连杆共同与曲轴（10）连接，曲轴末端装配有飞轮（11）；柴油缸内新鲜空气经过第一进气道（5）通入、其开闭由第一进气门（3）控制，柴油燃烧废气经过第一排气道（22）排出、其开闭由第一排气门（1）控制，柴油经柴油喷油器（2）喷入；测试燃料缸内新鲜空气经过第二进气道（17）通入、其开闭由第二进气门（18）控制，燃烧废气经过第二排气道（21）排出、其开闭由第二排气门（20）控制，测试燃料经测试燃料喷油器（19）喷入；测试燃料缸的气缸盖上布置有缸压传感器（15）和石英视窗（16），石英视窗（16）处安装有内窥镜。

2.如权利要求1所述的双缸快速压缩膨胀燃烧机，其特征在于，测试燃料缸的动力来自于柴油缸，两缸独立供油，在柴油缸持续工作时，测试燃料缸能够实现循环压缩过程，可重复实验。

3.如权利要求1所述的双缸快速压缩膨胀燃烧机，其特征在于，曲轴转角位置信号传入电控单元，电控单元根据曲轴转角信号分别控制柴油缸和测试燃料缸喷油时刻。

4.如权利要求1所述的双缸快速压缩膨胀燃烧机，其特征在于，测试燃料活塞（14）结构包含紧固螺钉（1401）、燃烧室（1402）、活塞头部（1403）、上气环（1404）、下气环（1405）、油环（1406）和活塞基部（1407）；活塞头部（1403）和活塞基部（1407）通过紧固螺钉（1401）连接，活塞头部（1403）上设有燃烧室（1402），活塞基部（1407）上设有上气环（1404）、下气环（1405）、油环（1406）；

活塞头部（1403）可更换，通过更换测试燃料缸活塞头部（1403）可实现不同的燃烧室形状及压缩比的压燃试验研究。

5.一种使用如权利要求4所述的双缸快速压缩膨胀燃烧机的控制方法，其特征在于：工作时，由电控单元给出信号控制柴油缸第一进气门（3）、第一排气门（1）的开闭时刻为柴油缸供应新鲜空气，电控单元根据曲轴（10）传来的曲轴转角信号控制柴油喷油器（2）喷入柴油，柴油压缩燃烧使得柴油缸内混合气膨胀做功，通过柴油缸活塞（7）、柴油缸活塞销（8）、柴油缸连杆（9）和曲轴（10）将能量储存在飞轮（11）中；电控单元给出信号控制第二进气门（18）、第二排气门（20）的开闭时刻为测试燃料缸供应新鲜空气，飞轮（11）释放能量，通过测试燃料连杆（12）、测试燃料活塞销（13）、测试燃料活塞（14）压缩新鲜空气，电控单元根据用户的需求，控制测试燃料喷油器（19）的喷油时刻，随后的压缩燃烧过程特征及其参数由石英视窗（16）处安装的内窥镜和缸压传感器（15）实时监测和检测，缸压传感器测量缸内压力，可由此计算缸内压力升高率、指示热效率以研究燃烧放热规律，内窥镜可实时检测燃烧始点，从而研究试验燃料的滞燃期，根据上述参数并可深入研究测试燃料的爆震特性；通过更换测试燃料活塞（14）的活塞头部（1403），得到不同的燃烧室（1402）和不同的火力岸高度，从而实现不同压缩比的压缩燃烧。