[发明专利]一种单液滴燃烧系统

说明书

技术领域

本发明属于内燃机燃烧技术领域，具体涉及一种单液滴燃烧系统。

背景技术

缸内直喷和增压已成为当今汽油机技术的主流方向，然而，随着发动机小型化和动力性的提高，增压汽油直喷发动机出现了一种新的异常燃烧现象——早燃，早燃严重影响着发动机性能和使用寿命。润滑油液滴窜入发动机燃烧室诱发低速早燃被认为是其中的一个重要因素，因此，研究润滑油单液滴的燃烧过程尤为必要。但目前，针对于单液滴燃烧过程的实验设备比较缺乏，相关技术的液滴生成器大多针对低粘度液体燃料，难以满足润滑油等高粘度液体的使用。

申请号为201310226776.0的中国专利公开了一种高温高压单液滴蒸发与燃烧装置，包括供气装置，与所述供气装置连接的燃烧蒸发弹体，位于所述燃烧蒸发弹体上部的单液滴发生器和单液滴发生器冷却装置，以及通过导线与所述燃烧蒸发弹体连接的控制单元；所述供气所述单液滴发生器包括位于其内部的压电片式喷射器；所述单液滴发生器冷却装置包括与所述单液滴发生器连接的水泵和位于所述单液滴发生器内部的热电偶丝温度传感器，该专利能够实现对微小液滴蒸发与燃烧特性的研究，但该装置使用的是压电片式喷射器，主要依靠液体腔室内容积的细小变化来产生单液滴，对于粘性较大的液体例如润滑油不适用；该装置产生的高温方式是使用热电偶加热空气进而通过空气加热液滴，使其蒸发燃烧，此方式能够产生的温度变化范围有限，不能直接在液滴下落过程中将液滴完全蒸发燃烧，且未燃烧的液滴会残留在燃烧弹体内，对液滴燃烧蒸发的拍摄以及温度场的稳定性有一定的负面影响。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种单液滴燃烧系统，用于研究单液滴燃烧过程。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种单液滴燃烧系统，包括输送单液滴的液滴输送单元、提供高温环境的燃烧器单元、为燃烧器单元提供气体燃料的供气单元以及记录单液滴燃烧状态的记录单元，所述的液滴输送单元设于燃烧器单元的上部，包括导轨底座、设于导轨底座上的步进电机、与步进电机的主轴连接的滚珠丝杆，滚珠丝杆的另一端与设于导轨底座上的滑块连接，所述的滑块设有支架，支架的末端安装盛放单液滴的微型坩埚；所述的燃烧器单元包括底座、设于底座上的外壳以及设于外壳上部的多孔燃烧盘，所述的多孔燃烧盘上部设有外层挡圈，所述的外层挡圈与多孔燃烧盘形成高温区，高温区的高度为40-70mm，高温区内设有连接计算机的温度传感器；所述的供气单元设于燃烧器单元下部，包括提供空气协流的鼓风设备和燃料气瓶，所述的鼓风设备和燃料气瓶的输出端分别连接气管，气管汇合后通入燃烧器单元；所述的记录单元为连接计算机的高速摄像设备，所述的高速摄像设备对单液滴燃烧状态进行摄像。

所述的外层挡圈外表面环绕设有由多圈紫铜管缠绕形成的冷却水套，所述的外层挡圈避免环境空气对多孔燃烧盘协流火焰造成影响，冷却水套通过冷却使外层挡圈的辐射降低。所述的外层挡圈与多孔燃烧盘上表面的凸台过盈配合密封，所述的冷却水套通过卡箍贴合在外层挡圈的外表面。

所述的冷却水套通过水管从冷却水池中泵水进行冷却，所述的冷却水池内设有连接计算机的温度传感器。

所述的燃烧器单元壳体内部设有火焰捕集器，所述的火焰捕集器由网板以及设于网板上的玻璃珠组成，所述的玻璃珠直径为2-3mm，填充高度为30mm，所述的火焰捕集器由设于壳体内部的支撑套支撑，火焰捕集器和支撑套与外壳的内壁紧密贴合，支撑套的下端与底座贴合，火焰捕集器可促进由下方进来的协流混合气均匀混合，同时避免火焰向燃料源传播。

所述燃烧器单元的底座与外壳进行焊接密封，底座设有将供气单元的混合气通入的协流进气孔。

所述的多孔燃烧盘由黄铜制成，多孔燃烧盘上均匀分布直径为1.6mm的通孔，用以形成稳定的火焰，起到防止发生回火的作用，多孔燃烧盘通过凸台与外壳上端面过盈配合密封。

所述的鼓风设备输出端的管路上设有流量计、连接计算机的压力传感器和温度传感器，所述的燃料气瓶输出端的管路上设有减压阀、流量计、连接计算机的压力传感器和温度传感器，所述的鼓风设备为鼓风机。

所述的支架是直径为3mm的圆柱钢材，所述的微型坩埚安装在圆柱钢材的末端。

所述的高速摄像设备由高速摄像机、连接至计算机的数据线、配套电源以及配套软件组成。