[发明专利]模拟高原环境对航空活塞发动机喷雾特性影响的装置和方法

说明书

本发明公开了一种模拟高原环境对航空活塞发动机喷雾特性影响的装置和方法，所述装置包括压力温度调节室、与该压力温度调节室连通的真空泵以及设于该压力温度调节室内的气缸、活塞、喷油系统、摄像系统和控制系统；所述方法包括模拟活塞运动情况、喷油并拍摄其燃烧情况以及对该拍摄图片进行处理的具体过程。本发明用以观察以重油为燃料的航空活塞式发动机的燃料雾化效果，使我们在试验台上便能模拟高空喷雾，并可通过高速摄像机对其进行拍摄，观察其喷雾情况。

技术领域

本发明涉及一种航空发动机喷雾试验平台，具体涉及到一种模拟高原环境对航空活塞发动机喷雾特性影响的装置和方法。

背景技术

航空活塞发动机的发展历程大致可分为两个时期，第一个时期是从首次动力飞行开始到第二次世界大战结束，在这个时期，活塞式航空发动机统治了40年左右。第二个时期从第二次世界大战至今。现如今通用航空活塞发动机主要适用于固定翼飞机、旋翼机和无人机等方面。主要源于该类通航飞机功率需求小，选用航空活塞发动机作为动力，其经济性和实用性优势明显。所以航空活塞发动机的技术应用和延续发展才有了其必要性。目前活塞式通航飞机的市场保有量占飞机总保有量的一半以上，仍在通航领域占有非常重要地位。

用民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动，包括工业、农业、林业、渔业和建筑业在内的作业飞行以及医疗工业、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的飞行活动。而航空活塞式发动机是通用航空中重要的动力组成部分。目前航空活塞式发动机的动力源主要分为两种：电动和油动。电能驱动的优势在于动能的装置轻便，控制简单，但是续航能力有一定的缺陷，电力巡检、防险救灾、军事应用等对无人机续航能力需求较高的场合就不太适用了，因此，燃油驱动变成了航空发动机的首选。

考虑到航空活塞式发动机选择以重油为燃料，如果重油的喷射雾化效果不好，会导致难启动，燃烧效率低，燃烧稳定性差，排放超标，动力性不足等问题。

综上所诉，燃料的喷射雾化效果是影响发动机性能的关键因素，良好的燃料物化效果可以保障发动机实现一个极佳的工况。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种模拟高原环境对航空活塞发动机喷雾特性影响的装置和方法，用以观察以重油为燃料的航空活塞式发动机的燃料雾化效果，使我们在试验台上便能模拟高空喷雾，并可通过高速摄像机对其进行拍摄，观察其喷雾情况。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

模拟高原环境对航空活塞发动机喷雾特性影响的装置，包括由热交换器围合成的封闭的压力温度调节室、设于压力温度调节室外部并与该压力温度调节室连通的真空泵、设于压力温度调节室内的气缸、与气缸配套使用的活塞和用于向气缸内喷油的喷油系统；所述活塞和喷油系统也设于压力温度调节室内；所述气缸通过进气管和排气管与所述压力温度调节室连通；所述气缸是可透光的；所述活塞远离气缸的端部连接有可推动活塞运动的活塞驱动装置；所述压力温度调节室内还设有用于拍摄气缸内燃油喷射情况的摄像系统。

作为上述方案的进一步技术方案，所述喷油系统包括依次连通的油箱、油泵和喷油器，所述喷油器的喷油口伸入所述气缸内。

作为上述方案的进一步技术方案，所述活塞驱动装置包括预紧弹簧和固定于所述压力温度调节室内的固定块，所述预紧弹簧的两端分别与所述活塞和所述固定块连接；所述活塞驱动装置还包括用于固定活塞及预紧弹簧的限位块。

作为上述方案的进一步技术方案，所述摄像系统包括高速摄像机和激光系统；所述高速摄像机的摄像头对准所述气缸内的燃烧室；所述激光系统包括依次设置的Xecl准分子激光器、第一反光镜、第二反光镜、扩束镜、准直镜、压缩镜和分光镜；所述气缸设于压缩镜和分光镜之间；所述Xecl准分子激光器发射的激光依次经第一反光镜、第二反光镜、扩束镜、准直镜和压缩镜后射入所述气缸内，之后从气缸内射出的激光经分光镜射入所述高速摄像机的摄像头。