[发明专利]基于快速压缩机的实验装置及方法

说明书

本发明提供一种基于快速压缩机的实验装置及方法，包括：压缩气缸，包括设置有通孔的缸筒和活动插接于所述通孔内的活塞；燃烧部件，密封连接于所述缸筒的第一端且所述燃烧部件靠近所述缸筒的一侧构造出连通于所述通孔的燃烧室；触发装置，安装于所述燃烧室的侧壁上；位置传感器，安装在所述缸筒上，适于感知所述活塞的位置；信号发生器，通信连接于所述位置传感器以及所述触发装置。精准控制触发装置的触发时刻，可以建立触发时刻与发动机爆震之间的数据模型，有利于深入研究并利用发动机的爆震现象，进而提高发动机的热效率。同时，该实验装置还可以应用于其它依赖精确触发的燃烧研究。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种基于快速压缩机的实验装置及方法。

背景技术

随着发动机技术的发展以及国内外市场的竞争，发动机亟需进一步提高热效率以降低油耗。提高压缩比是提高发动机热效率最为直接有效的手段，然而随着压缩比的进一步提升，发动机将会面临爆震问题。当爆震发生时，发动机的燃烧迅速恶化，燃烧室内会出现剧烈震荡的压力波，强度较高的爆震甚至能在一个循环内破坏发动机。一般认为，爆震的本质是缸内燃烧过程中出现了自燃现象，因此燃烧系统中自燃问题的研究对于解决和利用爆震问题有极大的帮助，同时对于进一步提高发动机热效率以降低油耗也具有十分重要的意义。

快速压缩机被普遍认为适用于研究爆震和自燃问题，其基本原理为利用气压驱动/液压制动产生快速压缩过程，快速压缩过程使预制混合气的热力学状况得到大幅度提升，从而达到预定的温度压力并产生自燃。发动机实验表明，随着点火时刻的提前，混合气爆震倾向将会增大，而现有技术中发动机中混合气的触发时刻有着较大的偶然性，无法精确控制，不利于深入研究。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于快速压缩机的实验装置，该实验装置可以精确控制发动机内混合气触发的时刻，有利于研究混合气触发时刻与发动机爆震之间的关系。

与此同时，本发明还提出一种基于快速压缩机的实验方法。

根据本发明第一方面实施例的基于快速压缩机的实验装置，包括：

压缩气缸，包括设置有通孔的缸筒和活动插接于所述通孔内的活塞；

燃烧部件，密封连接于所述缸筒的第一端且所述燃烧部件靠近所述缸筒的一侧构造出连通于所述通孔的燃烧室；

触发装置，安装于所述燃烧室的侧壁上；

位置传感器，安装在所述缸筒上，适于感知所述活塞的位置；

信号发生器，通信连接于所述位置传感器以及所述触发装置。

根据本发明的一个实施例，所述触发装置包括火花塞或采样装置中的至少一个。

根据本发明的一个实施例，所述缸筒的筒壁上设置有连通所述通孔的检测孔，所述位置传感器安装于所述检测孔内。

根据本发明的一个实施例，所述检测孔对称设置于所述缸筒的两侧筒壁上，所述位置传感器包括分设于所述检测孔内的激光信号发射端和激光信号接收端。

根据本发明的一个实施例，所述检测孔靠近所述通孔的一侧向内凸起形成环状凸台，所述位置传感器和所述环状凸台之间设置有石英密封凸台。

根据本发明的一个实施例，所述石英密封凸台和所述环状凸台之间设置有环状密封圈。

根据本发明的一个实施例，所述信号发生器为可调信号发生器。

根据本发明第二方面实施例的实验方法，包括以下步骤：

获取活塞经过预定地点时的信号变化，经过预定时间间隔后产生触发信号；

将所述触发信号发送至触发装置。