[发明专利]一种用于喷雾定容燃烧弹上的点火装置

说明书

本发明公开了一种用于喷雾定容燃烧弹上的点火装置，包括定位套筒(4)，由聚四氟乙烯制成的外六角螺栓头(2)以及起导电放电作用的钨针(1)；其中，该外六角螺栓头(2)的一个端面上设有同轴布置的圆柱体，该圆柱体的周向为螺栓头螺纹部分(3)，两根带有设定夹角的钨针(1)穿过外六角螺栓头(2)，并且两根钨针(1)之间通过若干个间隔设置的定位套筒(4)定位、固定。本发明将传统定容燃烧弹中的对置式电极改为同侧斜置式布置，通过使用聚四氟乙烯制作的安装螺栓头与耐热绝缘的定位套筒进行电极的固定与间距控制，从而克服传统对置式点火针点火方式在应用到喷雾容弹上时容易出现的振动、损坏等缺点。

技术领域

本发明属于发动机喷雾燃烧调控技术领域，尤其涉及一种用于喷雾定容燃烧弹上的点火装置。

背景技术

定容燃烧弹(constant volume combustion bomb，CVCB)，是一种主要用来模拟内燃机在活塞上止点(TDC)附近工况的燃烧过程的实验装置。定容燃烧弹的结构较为简易，燃烧室容积固定，可承受较高温度与压力。实际运行时并没有进行压缩过程，而是预先设置好混合气的各项热力学参数，通过内置的点火针直接点火。除了结构简易、混合气热力学参数调整方便等优点外，定容燃烧弹一般还装有观察窗口，以便研究人员得到良好的可视化视场。

喷雾定容燃烧弹是在原有的层流定容燃烧弹的基础上，增加了喷油系统，使用喷油器进行喷油，从而可以实现对汽油PFI喷射、GDI缸内直喷、柴油缸内喷射的燃油喷雾宏观、微观特性进行观察与研究，也可以将燃油喷射作为燃烧过程调控的一个重要手段，观察不同全局当量比、不同预混比、不同燃料种类等多种条件下燃料的燃烧情况，从而更为贴近实际内燃机的燃烧过程。

随着研究内容的不断扩展和深入，定容燃烧弹的点火方式也开始丰富起来。传统的定容燃烧弹是由内置的两根对置点火针直接点火，结构较为简易，但容易出现点火不稳定的情况，并且点火针在燃烧过程中受到气流影响，容易出现振动甚至损坏。另一种方案是参考实际发动机的布置，在容弹燃烧室壁面上安装电火花塞，但这种方式并没有解决点火针对置点火方式的不足，存在着电极易老化损坏导致点火不稳定、金属电极与燃烧室避免热传导导致热量损失等问题。近年来，随着火箭发动机研究的不断深入，激光诱导等离子体点火(laser induced plasma ignition,LIPI)开始受到关注，这种点火方式是通过激光诱导等离子体(laser induced plasma，LIP)与可燃气体的相互作用实现点火，相比于传统的点火方式，LIPI具有以下优势：可以在更大的当量比范围内实现点火，有助于对稀燃、贫燃调控技术的研究；配合光学系统可以快捷、准确地调整点火位置；舍弃了传统点火方式中的金属电极结构，有效避免由于电极老化、变形、损坏以及电极与燃烧室壁面热传导所导致的熄火情况及工作不稳定情况；可实现点火-诊断一体化设计等等。但LIPI对设备条件要求较高，系统较为复杂，成本也较高。

在喷雾定容燃烧弹上开展燃料喷雾燃烧特性研究，点火装置是必不可少的，而由喷雾过程所引导的容弹内部气流流动是十分明显的，加上喷雾燃烧过程后，容弹内部流场运动剧烈，如果使用传统的对置式点火针点火方式，点火针很容易发生振动、变形甚至折断损坏，变形后电极间距增加也会进一步导致点火不稳定。因此，有必要对传统的对置式点火针点火方式进行改进，既要尽可能保留其原有的优势，也要针对在喷雾定容燃烧弹上开展燃料喷雾燃烧特性研究的需求，对其不足加以改进与弥补。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足、实验设备条件限制等问题，提供了一种用于喷雾定容燃烧弹上的点火装置。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种用于喷雾定容燃烧弹上的点火装置，包括定位套筒，由聚四氟乙烯制成的外六角螺栓头以及起导电放电作用的钨针；其中，该外六角螺栓头的一个端面上设有同轴布置的圆柱体，该圆柱体的周向为螺栓头螺纹部分，两根带有设定夹角的钨针穿过外六角螺栓头，并且两根钨针之间通过若干个间隔设置的定位套筒定位、固定。