[实用新型]定容燃烧弹燃烧产物采集系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种定容燃烧弹装置，具体涉及一种定容燃烧弹燃烧产物采集系统。

背景技术：

随着排放法规日趋严格，人们越来越关注如何有效降低发动机有害气体的排放，研究有害排放物如PM在缸内燃烧过程中是如何形成对降低其排放有重要意义。目前研究中已有采用单缸机全气缸取样系统，但该系统结构复杂、开发周期长、成本高、工作时循环变动大。由于定容燃烧弹可以精确控制多种热力学参数而被广泛应用于模拟发动机的研究，但研究工作大都集中在燃烧领域，收集定容燃烧弹燃烧产物，分析有害气体形成的研究工作还较少。

目前用于气体的采集装置多是采样瓶或采样袋，使用抽吸式方法，即在取样前将采样瓶或采样袋抽真空，利用压差将气体取出。该装置用于定容燃烧弹燃烧产物的采集存在以下缺陷：无法完全取样，定容燃烧弹最终与采样瓶的压力达到平衡，剩余气体无法取出；采样时燃烧产物经过取样管道的过程中，由于温度很高燃烧产物中的成分和各成分的量会发生改变，最终取出的气体与想采集的气体差别很大；无法精确控制采集的时刻，定容燃烧弹中燃烧进行到不同时刻燃烧产物成分和各成分的量都不一样，传统气体采集装置很难采集到不同时刻的气体。

发明内容：

为克服单缸机全气缸取样系统的缺点同时解决传统气体采集装置的不足，本实用新型提供一种定容燃烧弹燃烧产物采集装置和方法。具体技术方案如下：

定容燃烧弹燃烧产物采集系统，包括：

定容燃烧弹35，用于模拟燃料燃烧，包括进排气系统、加热系统、燃料供给系统；定容燃烧弹的燃烧产物在高压氮气的驱使下，依次经过第二电磁阀、第二流量计量阀，进入淬息装置的燃烧产物入口；

淬息装置36；所述淬息装置包括：氮气射流管1和稀释混合腔3；所述的氮气射流管沿氮气流动方向依次包括：压缩氮气入口4、锥形渐缩区5和射流区6；所述射流区外层包覆着预混区13，预混区左端与氮气射流管密封连接，预混区管壁上有燃烧产物入口19；

第一电磁阀31，第一流量计量阀39，二者安装在氮气钢瓶与淬息装置之间；

第二电磁阀32，为高温电磁阀；第二流量计量阀40；二者安装在定容燃烧弹与淬息装置间；

第三电磁阀33，为高压电磁阀；第三流量计量阀41；二者安装在氮气钢瓶与定容燃烧弹间；

气袋或气瓶37，收集淬息装置最终排除的产物；

氮气钢瓶38，存储液氮；氮气钢瓶输出的氮气分为二路；一路依次经过第三电磁阀、第三流量计量阀，进入定容燃烧弹；另一路依次经过第一电磁阀、第一流量计量阀，进入淬息装置的压缩氮气入口；

同步数据采集系统42；

单片机控制系统34；所述单片机控制系统由单片机、驱动器和信号反馈系统构成，其中信号反馈系统包括缸压传感器和A/D模数转换装置；所述缸压传感器用于测定所述定容燃烧弹的压力信号并传输给所述A/D模数转换器；所述A/D模数转换器用于将压力信号转化为数字信号并传输给所述单片机；所述单片机用于分析数字信号，并通过所述驱动器控制电磁阀。

同步数据采集系统和单片机控制系统控制电磁阀动作时刻。

燃烧产物从定容燃烧弹出来经第二流量计量阀和第二电磁阀控制的管路入淬息装置；氮气从氮气钢瓶出来经第一流量计量阀和第一电磁阀控制的管路进入淬息装置，燃烧产物和氮气充分混合和淬息后一起从淬息装置出口经管道流进气袋或气瓶；从氮气钢瓶出来的氮气还有一路是经第二流量计量阀和第二电磁阀控制的管路流向定容燃烧弹。

所述淬息装置是本实用新型重要构成部件之一，从氮气钢瓶中出来的温度较低的氮气与采集到的高温燃烧产物在淬息装置中充分混合，氮气在降低燃烧产物的温度的同时大幅度稀释燃烧产物的浓度，再加上氮气本身化学活性很低，可迅速终止燃烧产物中正在进行的各种反应，保证燃烧产物的成分和各成分的量不变。

作为优选方案，所述淬息装置，包括：氮气射流管1、液氮存储室2和稀释混合腔3三部分；

所述的氮气射流管沿氮气流动方向包括：压缩氮气入口4、锥形渐缩区5和射流区6；所述射流区包括：缓冲段7和一段收缩段8和氮气出口稳压段9；缓冲段上有连通射流区与液氮存储室的4个液氮吸入孔10，小孔直径是此处缓冲段管径的五分之一，此参数能够更好的抽吸液氮蒸汽；稳压段上有12个燃烧产物吸入孔，燃烧产物吸入孔直径与液氮吸入孔直径相同。