[实用新型]可模拟后喷策略对柴油机碳烟排放影响的燃烧系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧系统，尤其涉及一种可模拟后喷策略对柴油机碳烟排放影响的燃烧系统。

背景技术

碳烟是柴油机排放的主要污染物之一，虽然柴油机因动力性强受到人们的青睐，但是碳烟的大量排放在一定程度上却限制了柴油机的发展。柴油机排放的碳烟不仅会造成严重的空气污染，而且对人类的健康危害很大，尤其是细颗粒物和超细颗粒物，由于空气动力学直径很小，具有很强的渗透性，能够进入到人体的肺部并沉积于人体的肺泡，使得肺泡充血以及形成疤痕组织，从而影响呼吸道和肺部的弹性，对人体损害很大。因此，解决柴油机碳烟排放问题势在必行，于是后喷射技术应运而生。

为了更清楚的了解柴油机后喷策略对碳烟排放的影响，研究学者们对后喷策略开展了广泛的研究，但是，以往的研究都是直接在柴油机上直接进行，不仅造成资金大量消耗，而且柴油机也会受到不同程度的磨损。另外，柴油机缸内燃烧状况十分复杂，燃烧循环变动大，无法研究单一变量对碳烟排放的影响。

实用新型内容

针对现有技术，为了开展柴油机后喷射策略对碳烟排放的影响的研究，本实用新型提供一种可模拟后喷策略对柴油机碳烟排放影响的燃烧系统，该系统将第一麦肯纳扩散燃烧器生成的碳烟颗粒通入到第二麦肯纳扩散燃烧器的火焰中进行燃烧，可以近似研究柴油机后喷策略对碳烟颗粒理化特性的影响。该系统可满足控制单一变量来简化模拟柴油机后喷策略对碳烟颗粒的理化特性的影响以及使用与发动机相同的液体燃料国五柴油要求。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的一种可模拟后喷策略对柴油机碳烟排放影响的燃烧系统，包括位移台、固定平台、第一麦肯纳扩散燃烧器、第二麦肯纳扩散燃烧器、粒径谱仪、第一恒温水箱、第二恒温水箱、真空泵、取样器、不锈钢探针、液体燃料蒸发器、控制器和电脑控制系统；所述第一麦肯纳扩散燃烧器设置在所述固定平台上，所述第二麦肯纳扩散燃烧器设置在所述位移台上，所述位移台由两个步进电机控制，两个步进电机与所述电脑控制系统相连，从而实现第二麦肯纳扩散燃烧器沿不锈钢探针的轴向和垂直的方向移动；所述第一麦肯纳扩散燃烧器包括与圆柱主体同轴设置的中心钢管A，所述中心钢管A的内径为6.75mm，所述中心钢管A的壁厚为0.5mm；所述中心钢管A上自内向外依次紧密的套装有具有多个进气孔隙的金属烧结板A、圆筒形隔腔板及具有多个进气孔隙的金属烧结板B,所述金属烧结板A的外径为69mm，所述金属烧结板B的外径为85mm，所述金属烧结板A内嵌装有冷却盘管A，所述金属烧结板B的外端面为内凹形的锥面，所述锥面的锥角为170°；所述第一麦肯纳扩散燃烧器的上方设有碳烟收集罩；所述中心钢管A的进气口通过燃料管路连接至丙烷气源，所述金属烧结板A的多个进气孔隙通过空气管路连接至空气源，所述金属烧结板B的多个进气孔隙通过氦气管路连接至氦气源；所述冷却盘管A连接至所述第一恒温水箱；所述第二麦肯纳扩散燃烧器包括与圆柱主体同轴设置的中心钢管B，所述中心钢管B的内径为3.8mm，所述中心钢管B的壁厚为0.6mm；所述中心钢管B上紧密的套装有具有多个进气孔隙的金属烧结板C，所述金属烧结板C的外径为60mm，所述金属烧结板C内嵌装有冷却盘管B；所述中心钢管B的进气口通过包裹有加热带的管道与所述液体燃料蒸发器的燃料出口相连通，与所述加热带的导线并联有电压调节器，通过电压的调节来实现加热带温度的改变；所述金属烧结板C的多个进气孔隙均连接至一进气总管路，所述进气总管路的另一端分为A、B两路，其中，A路连接至空气源，B路通过一三通阀连接至所述碳烟收集罩的出口，所述三通阀还与所述粒径谱仪连接；所述冷却盘管B连接至所述第二恒温水箱；所述液体燃料蒸发器包括电加热丝、气体进样口和液体进样口，所述气体进样口通过气路连接至氮气源，所述氮气源还与一液体燃料罐的进口相连，所述气路上设有氮气流量计；所述液体燃料罐的出口通过C路连接至所述液体进样口，所述C路上、自所述液体燃料罐的出口至所述液体燃料蒸发器的液体进样口依次设有过滤器和液体流量计；所述电加热丝、氮气流量计和液体流量计均连接至液体燃料蒸发器的控制器；所述不锈钢探针布置在所述第二麦肯纳扩撒燃烧器的正上方；所述的不锈钢探针的一端通过液氮管路连接至液氮源；所述不锈钢探针的另一端与所述取样器的进气口相连，所述取样器的出气口通过管路与所述真空泵的进口端相连；所述真空泵与所述电脑控制系统相连；所述燃料管路、空气管路、氦气管路、A路、液氮管路上均分别设有与所述电脑控制系统相连的流量计；所述电脑控制系统用于控制进入所述第一麦肯纳扩散燃烧器、第二麦肯纳扩散燃烧器、不锈钢探针中的不同气体的流量和所述真空泵的开度以及燃烧火焰的位置。