[发明专利]压缩膨胀装置及操作方法

说明书

本发明提供了一种压缩膨胀装置及操作方法，包括：单缸发动机、可视化定容燃烧弹、电机和皮带；所述单缸发动机通过所述皮带连接所述电机，所述可视化定容燃烧弹安装在所述单缸发动机上；所述可视化定容燃烧弹安装多个窗口适配器，所述窗口适配器安装光学玻璃；燃烧室与单缸发动机第二空腔相连通，通过电机带动活塞快速运动在可视化定容燃烧弹内营造不同的流场环境，用于研究点火和燃烧过程。

技术领域

本发明涉及压缩膨胀装置领域，具体地，涉及压缩膨胀装置及操作方法；尤其涉及用于点火和燃烧过程可视化研究的快速压缩膨胀装置及操作方法。

背景技术

发动机的点火和燃烧过程对发动机的热效率、排放等性能有重要影响，开展对发动机的点火以及燃烧过程的研究十分重要，快速压缩膨胀装置是一种用于研究发动机内部工作过程的可视化实验装置，能够模拟发动机在不同工作状况下的流场，基于快压机可以利用高速相机通过光学窗口观察并研究燃烧室内部的点火和燃烧过程，因此快压机被广泛使用于发动机研究中。

中国专利CN110905764A公布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。此发明配置了专门的电磁控制电路，需要用专门的转换开关改变电流方向以控制活塞的运动趋势，需要借助滑动变阻器改变电流大小来改变电磁力的大小以控制活塞运动速度，还需要配备专门的激光测距传感器以测量活塞的位置，组成复杂，控制过程较为繁琐。

专利文献CN102066710B涉及往复运动式流体工作装置，包括内燃机、压缩机和泵。其中介绍了用于非传统构造的活塞和气缸的一系列设置，主要用于在无冷却条件下工作的内燃机。其中设置了环形燃烧室或工作室，一些具有流经环形核心的流体，还设置了在一对工作室之间往复运动的单个活塞、张紧阀促动、活塞和曲轴之间的张紧连接件、能量吸收式活塞曲柄连接件、支撑于气体轴承上的曲轴、在壳体内旋转的气缸、具有在燃料传输期间往复运动或旋转的部件的喷射器。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种压缩膨胀装置及操作方法。

根据本发明提供的一种压缩膨胀装置，包括：单缸发动机、可视化定容燃烧弹、电机和皮带；

所述单缸发动机通过所述皮带连接所述电机，所述可视化定容燃烧弹安装在所述单缸发动机上；

所述可视化定容燃烧弹安装多个窗口适配器，所述窗口适配器安装光学玻璃。

优选地，所述可视化定容燃烧弹还包括：火花塞、顶部端盖和燃烧室；

所述火花塞安装在所述窗口适配器处，所述顶部端盖安装在所述可视化定容燃烧弹顶部，所述可视化定容燃烧弹内部设置燃烧室。

优选地，所述单缸发动机内部设置第一空腔和第二空腔，所述第一空腔连通所述第二空腔，所述第二空腔设置为圆柱状，所述燃烧室和所述第二空腔之间通过连接气道连通；

所述连接气道设置为切向型气道，所述切向型气道有助于在所述燃烧室内形成滚流，所述连接气道根据不同实验需要更换或设置不同形状。

优选地，所述第一空腔内安装曲轴，所述第二空腔内安装活塞，所述曲轴通过连杆连接所述活塞；

所述活塞通过所述曲轴沿所述第二空腔轴向方向做活塞运动。

优选地，所述单缸发动机外侧连接第一转轴，所述第一转轴连接所述曲轴，所述电机侧面安装第二转轴，所述第二转轴通过所述皮带带动所述第一转轴转动。

优选地，所述可视化定容燃烧弹设置为六面体，所述六面体侧面安装四个所述窗口适配器，所述六面体顶部安装所述顶部端盖；

四个所述窗口适配器相同并具有可拆卸性。

优选地，所述顶部端盖设置有多个气道，所述气道通过单向阀控制进气和排气。