[实用新型]模拟两级增压压端/涡端旁通对喷雾特性影响的装置

说明书

本实用新型公开一种模拟两级增压压端/涡端旁通对喷雾特性影响的装置，装置包括压端旁通模拟系统、可变容积燃烧弹装置和喷雾拍摄系统，采用复合激光诱导荧光技术在可变容积燃烧弹内研究压端/涡端旁通对喷雾化、混合，发展历程，浓度分布以及微观特性况的影响。本实用新型能够较真实的模拟在活塞接近上止点时压端/涡端旁通对喷雾特性的影响，为深入研究采用压/涡端旁通后改善喷雾雾化和混合从而实现高效清洁燃烧提供理论数据支持。

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机技术领域，具体为一种模拟两级增压压端/涡端旁通对喷雾特性影响的装置。

背景技术

随着对内燃机热效率的追求，以及排放法规的日益严格，单级涡轮增压满足不了柴油机对大流量的使用需求。在两级增压系统中，压端旁通的出现对两级增压系统具有重大的意义。目前，最常用的是在高压级增压器压端并联一条旁通道，它的存在对进气量的调节更为灵活，尤其针对变工况时对气量的不同需求。当压端旁通阀开启后，高压级压气机出口的气体倒流回高压级压气机入口端，这样就在高压级和旁通阀之间形成了个气流循环，从而减少了进入气缸内的气流量。涡端旁通与压端旁通则不同，涡轮出口的气压不会高于入口的气压，所以当涡端阀开启后部分气流从旁边的支路流到涡轮的出口端而不经过涡轮，这样降低了涡轮的效率从而影响了压气机的工作状态。压端/涡端旁通阀的开启不仅减少了进气量，还对气体的流通特性产生影响，从而影响了燃料喷射时的喷雾锥角以及油滴破碎后粒径分布，浓度场分布。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种模拟两级增压压端/涡端旁通对喷雾特性影响的装置，能够解决实际的内燃机中，压端/涡端旁通对喷雾特性不可见的问题，能够较真实的模拟在活塞接近上止点时压端/涡端旁通对喷雾特性的影响，为深入研究采用压/涡端旁通后改善喷雾雾化和混合从而实现高效清洁燃烧提供理论数据支持。技术方案如下：

一种模拟两级增压压端/涡端旁通对喷雾特性影响的装置，包括压端旁通模拟系统、可变容积燃烧弹装置和喷雾拍摄系统；

所述压端旁通模拟系统包括空气压缩机、低压级涡轮、高压级涡轮、空气滤清器、低压级压气机和高压级压气机；

空气压缩机的出气口连接到低压级涡轮的进气口，低压级涡轮的出气口连接到高压级涡轮的进气口，靠近低压级涡轮出气口处设有涡端温度传感器Ⅰ和涡端压力传感器Ⅰ；高压级涡轮的进气口和出气口之间设有涡端旁通支路，涡端旁通支路上设有电磁阀Ⅰ，电磁阀Ⅰ与高压级涡轮的出气口连接的一侧设有涡端温度传感器Ⅱ和涡端压力传感器Ⅱ；高压级涡轮的出气口还连接到通向大气的气管；

空气滤清器的出气口连接到低压级压气机的进气口，低压级压气机的出气口连接到高压级压气机的进气口，靠近低压级压气机出气口处设有温度传感器Ⅰ和压力传感器Ⅰ；靠近高压级压气机出气口处设有温度传感器Ⅱ和压力传感器Ⅱ；高压级压气机的进气口和出气口之间设有压端旁通支路，压端旁通支路上设有电磁阀Ⅱ，电磁阀Ⅱ与高压级压气机出气口连接的一侧设有压力传感器Ⅲ和温度传感器Ⅲ；

所述低压级涡轮与低压级压气机通过共同的旋转轴相互连接，所述高压级涡轮与高压级压气机通过共同的旋转轴相互连接；

所述可变容积燃烧弹装置包括圆筒状的燃烧室和其内部的活塞；燃烧室上方设有燃烧弹上端盖，燃烧弹上端盖安装有喷油器，并设有通过排气管连接到真空泵的通孔，及连接到高压级压气机出气口的通孔；燃烧室底部设有放气管和进气管；进气管连接到储气的钢瓶，进气管上还设有电磁阀Ⅲ和减压阀；放气管上设有放气阀；燃烧室侧壁上设有燃烧弹视窗Ι与燃烧弹视窗Ⅱ；所述活塞底部这样位置传感器；

所述喷雾拍摄系统包括分光镜、Xecl准分子激光器，及用于拍摄气相的高速摄影机ICCDΙ和用于拍摄液相的高速摄影机ICCDΠ；分光镜置于燃烧弹视窗Ι外，高速摄影机ICCDΙ和高速摄影机ICCDΠ的焦点于分光镜上合并；Xecl准分子激光器发出的激光经反光镜Ι和反光镜Ⅱ反射，并依次经扩束镜、准直镜和压缩镜转化成一束片光，再通过燃烧弹视窗Ⅱ照射到燃烧室内；