[发明专利]一种基于快速压缩机的动态热机载荷冲击试验装置

说明书

本发明提供了一种基于快速压缩机的动态热机载荷冲击试验装置，包括柴油机、火花塞、喷油器和电动机，柴油机一侧安装火花塞和喷油器，且火花塞位于喷油器下方，柴油机上喷油器的对侧用于安装测试试件，测试试件上用于安装测试系统，测试系统用于测量试件的温度、应力、应变，柴油机顶部安装进气阀和排气阀，进气阀和排气阀信号均连接至测试系统，柴油机的曲轴连接电动机。本发明所述的基于快速压缩机的动态热机载荷冲击试验装置，结合发动机的特点，通过喷油和点火系统的灵活控制，可实现射流火焰热机载荷冲击、预混火焰热机载荷冲击和预混火焰热冲击等多种模式的测量，弥补了传统热冲击/机械冲击试验单一性的不足。

技术领域

本发明属于热机载荷冲击试验技术领域，尤其是涉及一种基于快速压缩机的动态热机载荷冲击试验装置。

背景技术

随着内燃机强化程度的不断提高，高强化柴油机的平均有效压力接近3MPa，活塞的平均速度也达到15m/s以上。高热、机械载荷作用下导致燃烧室受热部件的工作条件愈加严酷，缸盖烧蚀、活塞拉缸、活塞销座开裂、环槽早期磨损、活塞顶面环岸开裂以及燃烧室喉口边缘热裂等失效愈发显著。不仅需要考虑孤立的机械载荷或热载荷、热变形，还需要综合考虑热、机载荷的耦合作用机制。现有的火焰冲击测试装置只能在开放环境下对试件完成多次重复性的火焰冲击，一方面只考虑到火焰温度的影响，由于传热损失大，与发动机实际工作环境相比试件的表面温度偏低；另一方面，试验中无法调节压力，无法模拟热冲击和机械冲击共同作用下试件的热机载荷，对试件动态热机载荷测试不全面。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于快速压缩机的动态热机载荷冲击试验装置，以实现多种火焰冲击模式下待测件热机载荷耦合作用下的强度校核和疲劳失效评估。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于快速压缩机的动态热机载荷冲击试验装置，包括柴油机、火花塞、喷油器和电动机，柴油机一侧安装火花塞和喷油器，且火花塞位于喷油器下方，柴油机上喷油器的对侧用于安装测试试件，测试试件上用于安装测试系统，测试系统用于测量试件的温度、应力、应变，柴油机顶部安装进气阀和排气阀，进气阀和排气阀信号均连接至测试系统，柴油机的曲轴连接电动机。

进一步的，所述喷油器采用单孔喷嘴，形成单束射流火焰。

进一步的，所述测试试件中心位于喷油器和火花塞水平中心之间。

进一步的，所述柴油机的一侧设有试件固定件，用于固定测试试件。

相对于现有技术，本发明所述的基于快速压缩机的动态热机载荷冲击试验装置具有以下优势：

(1)本发明所述的基于快速压缩机的动态热机载荷冲击试验装置，在传统的柴油机上进行改造，通过电动机驱动构成快速压缩机的形式，实现火焰动态热机载荷冲击试验测量，相较于气动式快速压缩机，成本低廉。

(2)本发明所述的基于快速压缩机的动态热机载荷冲击试验装置，结合发动机的特点，通过喷油和点火系统的灵活控制，可实现射流火焰热机载荷冲击、预混火焰热机载荷冲击和预混火焰热冲击等多种模式的测量，弥补了传统热冲击/机械冲击试验单一性的不足。

(3)本发明所述的基于快速压缩机的动态热机载荷冲击试验装置，

采用的进排气系统通过电磁阀控制，通过连接气源可以形成不同初始压力和温度下的气体环境，以实现不同压力、温度下热机载荷冲击下试验测量。

(4)本发明所述的基于快速压缩机的动态热机载荷冲击试验装置，在快速压缩机上采用侧向喷油，结合压燃和点火方式，分别形成射流火焰及预混火焰，以实现适应于多种燃料多种火焰形态冲击所产生的动态热机载荷的测量。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：