[发明专利]模拟活性控制压燃的光学发动机可视化系统及其模拟方法

权利要求书

1.一种模拟活性控制压燃的光学发动机可视化系统，其特征在于：包括可视化光学发动机、低活性燃油供油油路、高活性燃料供油油路、气门控制油路、进气控制支路和控制系统；

所述可视化光学发动机气缸的四周为石英玻璃激光照射窗(5)，底部为石英玻璃视窗(2)，石英玻璃视窗(2)的下方设有反射镜(1)，高速照相机(6)可通过反射镜(1)观察和记录气缸内的燃烧过程；气缸内还设有缸压传感器(3)；可视化光学发动机的进气总管(39)上设有进气压力传感器(28)和进气温度传感器(29)；可视化光学发动机的排气门(4)连接到排气总管(40)，排气总管(40)上设有废气涡轮(9)，废气涡轮(9)与排气门(4)之间的排气总管(40)上设有排气压力传感器(15)和排气温度传感器(14)，废气涡轮(9)与排气口之间的排气总管(40)上设有颗粒物分析仪(8)和气体排放分析仪(7)；

所述气门控制油路包括依次连接的机油箱(38)、机油滤清器(37)、机油泵(36)、调压阀(35)和两位三通电磁阀(34)，两位三通电磁阀(34)同时也与可视化光学发动机上的液压连续可变气门(21)连接，液压连续可变气门(21)连接到可视化光学发动机的气门座；

所述进气控制支路包括依次连接的空气质量流量计(33)、电动增压器(32)、废气涡轮增压器(31)和进气中冷器(30)，进气中冷器(30)同时也连接到可视化光学发动机的进气总管(39)；

所述控制系统同时与高速照相机(6)、两位三通电磁阀(34)、电动增压器(32)、低活性燃油供油油路的喷油器以及高活性燃料供油油路的喷油器连接。

2.根据权利要求1所述的一种模拟活性控制压燃的光学发动机可视化系统，其特征在于：所述低活性燃油供油油路包括依次连接的低活性燃油油箱(27)、低活性燃油供油油泵(26)、低活性燃油滤清器(25)和低活性燃油共轨(23)，低活性燃油共轨(23)与低活性燃油油箱(27)之间还连接有压力调节阀(24)；低活性燃油共轨(23)同时也与低活性燃油PFI喷油器(22)连接，低活性燃油PFI喷油器(22)的出油口连接到可视化光学发动机的进气总管(39)，低活性燃油PFI喷油器(22)同时也与控制系统连接。

3.根据权利要求1所述的一种模拟活性控制压燃的光学发动机可视化系统，其特征在于：所述高活性燃料供油油路包括依次连接的高活性燃料油箱(13)、高活性燃料油耗仪(12)、高活性燃料滤清器(11)、高压油泵(10)和高压共轨(17)，高压共轨(17)与高活性燃料油箱(13)之间还连接有稳压阀(16)；高压共轨(17)同时也与可视化光学发动机上的高活性燃料缸内直喷喷油器(20)连接，高活性燃料缸内直喷喷油器(20)的出油口伸入可视化光学发动机的气缸内，高活性燃料缸内直喷喷油器(20)同时也与控制系统连接。

4.一种模拟活性控制压燃的方法，包括以下步骤：

(1)控制系统获得触发信号；

(2)控制系统通过其内的第一驱动电路控制进气控制支路中电动增压器(32)的转速和转向，由此改变进气总管(39)内空气的压力和流量；

(3)控制系统通过其内的第二驱动电路控制低活性燃油供油油路的低活性燃油PFI喷油器(22)的喷射持续期，由此在进气总管(39)内形成低活性燃料的均质混合气；

(4)控制系统通过其内的第三驱动电路控制高活性燃料供油油路的高活性燃料缸内直喷喷油器(20)的喷射定时、喷射次数与喷射持续期，从而控制气缸内高活性燃料的替代比，改变气缸内混合气的燃油总活性，实现活性分层、当量比分层与温度分层；

(5)控制系统通过其内的第四驱动电路控制气门控制油路的两位三通电磁阀(34)的供油脉宽和供油相位，从而改变液压连续可变气门(21)的供油定时与供油脉宽，改变液压连续可变气门(21)的晚关角度，控制气缸内分层混合气的总温、总压、总当量比，最终在可视化光学发动机的气缸内形成总温、总压、总当量比、燃油总活性可变的分层混合气；

(6)控制系统通过其内的第五驱动电路控制高速照相机(6)拍摄气缸内分层混合气燃烧时的图像并传输到外接的电脑上；

(7)缸压传感器(3)通过采集卡将缸压显示在外接的电脑上；进气压力传感器(28)、进气温度传感器(29)、排气压力传感器(15)和排气温度传感器(14)通过采集卡将采集到的压力和温度显示到外接电脑上；颗粒物分析仪(8)将颗粒物排放数据传输到外接电脑并记录；气体排放分析仪(7)将气体排放数据传输到外接电脑并记录。