[实用新型]一种风驱动燃油单液滴加速装置

说明书

本实用新型涉及内燃机直喷技术领域，具体涉及一种风驱动燃油单液滴加速装置。一种风驱动燃油单液滴加速装置，包括：圆筒，涵道风扇，单液滴喷头，喷管；所述圆筒直立放置，圆筒顶部安装涵道风扇，筒身底部安装喷管，圆筒中部安装单液滴喷头。本实用新型相对于现有技术的有益效果：涵道风扇风力大小可由电机调速器和电源控制，风扇风力越大，液滴加速越明显。因此，可在不改变“T”形针头支架位置前提下，通过调节风扇风力大小调节单液滴速度。

技术领域：

本实用新型涉及内燃机直喷技术领域，具体涉及一种风驱动燃油单液滴加速装置。

背景技术：

从世界范围来看，汽油机仍是乘用车的最主要的动力源之一。限于高燃油经济性与低排放性要求，今后相当长一段时间内缸内直喷协同小型强化技术将成为汽油机研究的热点。然而随着喷油压力的增高以及小型化趋势的加强，燃油撞击壁面的现象不可避免。撞击在活塞顶部的燃油形成油膜，在燃烧过程中形成pool fires，是直喷发动机碳烟主要生成来源。撞击在缸壁上的燃油与机油相混合，稀释润滑油，使运动部件间的摩擦磨损增加。更为严重的，燃油撞击会使机油从壁面剥落进入燃烧室，因机油燃点低而易自燃，形成早燃现象，诱发表面点火及超级爆震，严重影响发动机性能。

可见，直喷汽油机中的燃油撞壁现象是微粒排放、机油稀释和超级爆震的主要诱因，并将随着未来喷油系统压力的逐步提升而日益严重，目前已经成为进一步提高发动机效率和减少颗粒物排放的关键制约因素。而解决上述问题的关键是研究燃油液滴碰撞壁面机理及其影响因素。

近年来，国内外研究者对燃油单液滴撞壁进行了大量研究，旨在揭示液滴撞击壁面后的发展与破碎机理。然而，目前试验通常依靠单液滴自由落体使其加速，撞击壁面前速度一般不超过4m/s，与真实发动机中液滴速度相差较大。受试验条件限制，高速液滴撞壁的研究仅能依靠计算机模拟实现。因此有必要提供一种风驱动燃油单液滴加速装置，填补试验中高速液滴撞壁研究的空白。

发明内容：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种风驱动燃油单液滴加速装置，填补燃油撞壁试验研究中高速液滴撞壁研究的空白。

为解决上述问题，本实用新型采用下述方案：

一种风驱动燃油单液滴加速装置，包括：圆筒2，涵道风扇1，单液滴喷头4，喷管6；所述圆筒直立放置，圆筒的顶部安装涵道风扇，圆筒的筒身底部安装喷管，圆筒的中部安装单液滴喷头。

作为第一种优选方案，所述单液滴喷头包括：“T”形针头支架、中空针头；所述“T”形针头支架中空，沿圆筒轴线左右对称；“T”形针头支架中间竖直管道用来安装中空针头；“T”形针头支架的横向端口连接液路。优选地，所述“T”形针头支架沿垂直方向的截面为纺锤形，减小风阻，减小对气流的影响。进一步优选地，圆筒壁面内部光滑，圆筒顶部至中下部开两道竖直槽，两道竖直槽关于圆筒轴线中心对称，槽内用来安装“T”形针头支架。

作为第二种优选方案，还包括：位于涵道风扇与单液滴喷头之间的导流管3，所述导流管外轮廓为圆柱形，其直径与圆筒内径相等，导流管内置蜂窝孔道，每个蜂窝孔道横截面相同，且各孔道轴线竖直向下。优选地，所述每个蜂窝孔道横截面为正六边形。

作为第三种优选方案，所述喷管进风口安装在圆筒下边缘，喷管有三种形状，分别为渐缩型、渐扩型和缩放型。根据喷管中气体流动方程，要使喷管中气流加速，当马赫数M<1时，喷管应为渐缩型，即dA<0；当M>1时，喷管应为渐扩型，即dA>0；当气流由亚音速增为超音速时，喷管应为缩放型。

作为第四种优选方案，所述涵道风扇包括：涵道11、电机13、扇叶12；涵道内部设有电机固定架111，电机通过电机固定架固定设置在涵道中心，电机输出端连接扇叶；涵道风扇出风口径与圆筒进风口径相等，风出口方向正对圆筒，涵道风扇风力可调，风力大小由电机调速器和电源控制。

本实用新型相对于现有技术的有益效果：