[实用新型]一种模拟发动机缸内单次燃烧的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟发动机缸内燃烧的实验装置，具体涉及到一种模拟发动机缸内单次燃烧的实验装置。

背景技术

发动机缸内的燃烧过程十分复杂，而国内外目前研究发动机缸内燃烧过程的装置大致分为光学发动机、定容燃烧弹和快速压缩机等三大类。其中光学发动机为单缸机，缸内燃烧过程与实际发动机缸内燃烧过程相同，但由于受发动机循环变动等因素的影响，不能准确控制燃烧室的热力参数。定容燃烧弹多用于研究均质混合气火花点火燃烧的火焰传播过程，燃烧分析过程中忽略了空气流动对缸内燃烧过程的影响，这与发动机实际的工作过程不符。快速压缩机是利用外力在很短时间内推动活塞完成缸内的压缩过程，在接近上止点时喷油或点火，模拟发动机缸内的单次燃烧。快速压缩机现有的驱动方式主要分：压缩空气驱动、液体驱动、爆炸驱动等几类。其中压缩空气驱动的压缩机构不能模拟类似于柴油机等高压缩比缸内的燃烧过程。液体驱动的压缩机构虽能实现高压缩比，但因压缩速度低、散热严重等因素，不能达到燃料油束所需的自燃温度。爆炸驱动危险且爆炸物难以取得，研究中较少使用。现有的快速压缩机驱动装置不能在缸内燃料燃烧膨胀后立即停止活塞的运动以维持缸内的容积恒定，难以排除因燃烧室容积变化对燃料燃烧组分的影响。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种模拟发动机缸内单次燃烧的实验装置，解决现有的快速压缩机驱动装置不能在缸内燃料燃烧膨胀后立即停止活塞的运动以维持缸内的容积恒定的问题，该装置可在燃料燃烧膨胀后停止活塞运动，减少因燃烧室容积变化对燃烧产物组分的影响。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种模拟发动机缸内单次燃烧的实验装置，包括内部贯穿有凸轮轴的底座，凸轮轴的中部设有一个凸轮，凸轮的右侧设有同凸轮基圆直径相同的凸轮基圆圆柱，凸轮左侧的凸轮轴上套有凸轮回位弹簧，凸轮与燃烧装置的滚轮接触；底座的右侧连接有液压油盖，液压油盖具有一个与凸轮轴相配合的大圆柱空腔，大圆柱空腔的右侧还有一个液压油腔，液压油腔经液压油道与外部的电磁阀相连。

根据上述方案，所述燃烧装置包括设置在底座的上方并且内部贯穿有圆柱形挺柱的挺柱座，挺柱的顶端中心设有半球型凹槽，挺柱的底部沿其直径方向设有凹槽，凹槽内嵌有与凸轮接触的滚轮，挺柱垂直凹槽的方向贯穿有滚轮销，滚轮销穿过滚轮的中心；挺柱座的上端连接到发动机缸体，发动机缸体内部设有活塞，连杆顶端经活塞销与活塞相连，连杆底部为半球形并与挺柱顶端的半球形凹槽相嵌合；活塞顶部还设有活塞环；发动机缸盖及相关组件连接到发动机缸体的顶部。

作为上述方案的进一步改进，所述发动机缸体内部具有阶梯形空腔，下部为直径较大的第一空腔，上部为直径较小的第二空腔；所述活塞为阶梯形，下部为直径较大的活塞大头端，上部为直径较小的活塞小头端；活塞大头端与发动机缸体的第一空腔之间设有活塞回位弹簧。

作为上述方案的进一步改进，还包括数据采集系统；所述数据采集系统包括凸轮位置传感器、瞬时压力传感器、进排气压力传感器、进排气温度传感器、尾气分析仪、数据采集卡和PC机；凸轮位置传感器安装在凸轮轴上，瞬时压力传感器的探头与发动机缸体内部的燃烧室接触，进排气压力传感器和进排气温度传感器安装在发动机缸盖及相关组件的进排气管上。

作为上述方案的进一步改进，还包括控制系统；所述控制系统包括信号处理模块、电子控制单元及电磁阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：能确保缸内燃料单次着火燃烧后的燃烧产物组分不受活塞运动的影响，能更好的研究燃料在缸内的燃烧过程；同时也能模拟发动机各个转速下缸内燃料的燃烧产物，其工作模式更为接近发动机的实际工作情况；既能用于研究不同类型的发动机缸内燃烧产物组分，也能用于研究不同燃料的缸内燃烧产物组分。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明，其中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的实验方法的流程图。

图中各标号的释义为：1-底座，2-凸轮轴，3-凸轮位置传感器，4-凸轮回位弹簧，5-滚轮，6-滚轮销，7-挺柱，8-挺柱座，9-连杆，10-发动机缸体，11-活塞，12-活塞回位弹簧，13-活塞销，14-活塞密封环，15-发动机缸盖及相关组件，16-挺柱座连接螺栓，17-弹簧销，18-凸轮，19-凸轮基圆圆柱，20-电磁阀，21-液压油道，22-O型密封圈，23-液压油腔，24-液压油盖，25-液压油盖连接螺栓。

具体实施方式