[发明专利]一种基于电磁控制的小型快速压缩机

说明书

本发明公开了一种基于电磁控制的小型快速压缩机，主要由主燃烧室系统、动力系统和电磁控制电路组成。主燃烧室系统由压盖和两层套筒组成，导热油流经两套筒间隙，从而将燃烧室加热。动力系统包括缸体、动力缸压盖、制动圆环、动力活塞、驱动圆环和激光测距传感器。激光测距传感器通过动力缸压盖的中心孔测距，并以此实现对压缩过程的控制。电磁控制电路包括一个直流电源、一个滑动变阻器和五个开关，直流电源提供电流；滑动变阻器用来调节电路电流，从而改变线圈间电磁力的大小；三个开关作为电路的通断开关，另外两个共同作为转换开关，负责改变线圈内的电流流向，从而改变电磁力方向。本发明的快速压缩机结构更加简单紧凑，工作过程更加高效。

技术领域

本发明为一种基于电磁控制的小型快速压缩机，其涉及热能与动力工程测试技术领域，具体涉及用于汽油、柴油、航空煤油等碳氢燃料的自燃特性和内燃机燃烧过程研究的快速压缩实验装置。

背景技术

快速压缩机是一种用来模拟内燃机工作过程和汽油、柴油、航空煤油等碳氢燃料自燃特性的基础实验平台。快速压缩机借助外力推动压缩活塞，将燃烧室内的预混合气瞬间压缩到高温高压的热力学状态，然后运用制动系统将压缩活塞制止，使缸内预混合气维持高温高压的热力学平衡状态。一方面，可以基于此高温高压热力环境测试不同碳氢燃料的自燃滞燃期，用于模型燃料的化学动力学机理开发；另一方面，可以模拟内燃机单次压缩行程，即通过研究快速压缩机活塞上止点处缸内混合气燃烧状态，间接获得内燃机不同热力学状态下缸内的燃烧过程。与实际内燃机相比，快速压缩机结构简单，可以暂时抛弃复杂影响因素，只研究内燃机的单次压缩和燃烧过程。另外，快速压缩机还可以更加方便地改变燃烧室结构，从而模拟内燃机新型燃烧和非正常燃烧现象，大大减少了内燃机的研发成本。

传统快速压缩机要依靠气压驱动，利用液压制动或者机械制动的方式。但是这两种方式均使得快速压缩机结构复杂，体积庞大；较大燃烧室空间还导致燃烧室温度梯度较大，温度的均匀性较差，影响碳氢燃料的自燃滞燃期测试结果一致性；同时，采用液压制动时，润滑油还可能窜入燃烧室，影响测试结果精度。随着发动机小型化，传统快速压缩机构型的适应性变差。特别地，液压制动方式对工况依赖性较强，往往会引起活塞回弹现象，致使缸内热力学状态发生改变，影响着火滞燃期和燃烧相位，对实验结果会产生一定的影响。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提出了一种基于电磁控制的小型快速压缩机，其结构更加简单紧凑，工作过程更加高效。本发明利用电磁增强原理和磁铁“同性相斥、异性相吸”特点来设计工作过程，从而将快速压缩机小型化。本发明的另一目的是用导热油进行预热，用以改善传统快速压缩机预热慢、加热不均匀的问题。