[实用新型]一种高温高压天然气柴油双燃料喷雾定容燃烧弹装置

说明书

本实用新型公开了一种高温高压天然气柴油双燃料喷雾定容燃烧弹装置，所述的定容弹弹体为立方体的中空结构，顶面安装有上部端盖，底面安装有下部端盖，周向三个端面分别开设窗口，每个窗口都通过石英玻璃法兰固定有一块石英玻璃；所述的上部端盖上固定安装有适配盖板，适配盖板开设三个通孔，分别用以安装天然气喷射器、柴油喷射器和火花塞；所述的上部端盖开设两个通孔，分别用以安装进气孔和排气孔。本实用新型所述的实验装置可以在高温高压的工况下分别测量天然气和柴油以及二者相互影响下的射流结构及燃烧特性，极大地提高了喷雾燃烧测试的适用性。

技术领域

本实用新型涉及发动机领域，具体地指一种高温高压天然气柴油双燃料喷雾定容燃烧弹装置。

背景技术

为了缓解能源危机和减少环境污染问题，寻找替代能源和减少污染物的排放成为了内燃机研究领域的热门课题。采用更为清洁、廉价的替代燃料是同时解决上述两个难题的重要途经之一。相对于传统燃料柴油，液化天然气(LNG)燃料具有含硫量极少、碳氢比率低、不易产生爆燃、储量丰富等优点，若将其应用到发动机上，可有效降低SOx、PM和CO₂等排放，因而成为研究的热点。

在天然气/柴油双燃料射流的研究过程中，燃料的喷射、蒸发、混合、燃烧对发动机的动力性和排放性能起着至关重要的作用，若能对燃料的射流过程进行可视化的研究，厘清天然气/柴油相互作用的喷射结构及燃烧特性，可对天然气/柴油双燃料发动机的喷射策略提供重要参考，从而实现发动机的高效清洁燃烧。

定容燃烧弹是发动机喷油器测试喷雾结构、模拟发动机气缸内燃料燃烧的常用的可视化实验装置，可以定量研究各喷射参数和几何参数都对燃料喷雾特性、燃烧特性的影响，还可以分析燃料燃烧过程的物理、化学变化历程，而且具有扩展搭配光谱分析等仪器进行燃烧产物分析研究的功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供一种用于同时测量天然气柴油双燃料射流结构和燃烧特性的可视化研究装置，可以通过将一定比例的乙烯气体、氮气、氧气等通入定容弹内预混后点燃，使其燃烧释放热量达到柴油喷雾燃烧所需要的高温高压的环境，进而引燃天然气喷雾，是一种用以模拟高压直喷压燃式天然气发动机(HPDI发动机)气缸内的实验装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种高温高压天然气柴油双燃料喷雾定容燃烧弹装置，包含：定容弹弹体、设置在弹体上的三个窗口、石英玻璃法兰、法兰凸台、石英玻璃、石英玻璃盖板、上部端盖、安装在上部端盖的适配盖板、柴油喷射器、天然气喷射器、连接两个喷射器的套筒、火花塞、下部端盖、排料孔、排料孔盖板。

所述的定容弹弹体是一个具有一定高度的中空的立方体结构，在弹体的周向端面开设3个直径、高度相同的窗口，弹体的上部端盖和下部端盖通过螺栓连接的方式分别固定在定容弹弹体的顶端和底端，所述的柴油喷射器、天然气喷射器和火花塞安装在适配盖板上，适配盖板通过螺栓连接的方式固定在弹体的上部端盖。进一步地，所述的适配盖板为凹形结构，适配盖板底部焊接一个套筒，该套筒既作为柴油喷射器的阀体，又作为天然气喷射器的针阀，柴油喷射器垂直安装在套筒内，将柴油喷口伸出套筒2mm，并在柴油喷口左侧4mm的位置开设天然气喷口，将天然气喷射器与垂直方向夹30度角倾斜安装在套筒内。

所述的定容弹弹体的上部端盖通过螺栓连接的方式固定在定容弹弹体的顶部，端盖中开设进气孔，作为将配比好的预混燃料通入定容弹弹体的进气通道；所述的定容弹弹体的上部端盖开设排气孔，作为将燃烧产物排出定容弹弹体的排气通道。

所述的三个高温高压密封窗口包括石英玻璃法兰、法兰凸台、石英玻璃、石英玻璃盖板，将设置有外部凸台的法兰端盖通过螺钉安装在定容弹弹体周向的端面上。进一步地，所述的石英玻璃为凸形结构，外段的直径大于内段的直径，使得石英玻璃刚好装配在法兰凸台内。所述的石英玻璃盖板固定在法兰凸台上，用以压紧石英玻璃。