一種新型燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置，包括彈體組件、視窗組件、噴油器組件、壓力傳感器組件、排氣電磁閥、碰撞模塊組件、熱電偶組件、火花塞組件以及進(jìn)氣電磁閥，彈體組件的主體為矩形空腔結(jié)構(gòu)的彈體；碰撞模塊組件的模擬燃燒室通過定位銷固定于定位桿上端，定位桿下端安裝有一定位手輪。本實(shí)用新型能夠精確的調(diào)節(jié)噴油器在視窗中的位置，能夠充分的利用可視范圍，提高了裝置的可用性；能夠采用不同種類的模擬燃燒室，使研究更接近發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作情況，提高了研究數(shù)據(jù)的可信度；且在彈體上安裝有加熱絲，能夠?qū)楏w壁面進(jìn)行加熱，從而模擬發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒時(shí)壁面的實(shí)際溫度，提高了研究數(shù)據(jù)的可信度。
【專利說明】一種新型燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種定容燃燒彈裝置，具體地說，本實(shí)用新型涉及一種新型的燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置，本實(shí)用新型適用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒可視化研究、氣態(tài)及液態(tài)燃料的基礎(chǔ)燃燒特性研究等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料的基礎(chǔ)燃燒特性研究是燃燒科學(xué)研究的一個(gè)重要手段，對(duì)于探索燃料的反應(yīng)機(jī)理及開發(fā)新型燃料均有著重要意義，對(duì)于內(nèi)燃機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等熱機(jī)的技術(shù)進(jìn)步起到了舉足輕重的作用。
[0003]在燃料的基礎(chǔ)燃燒研究中，其燃燒特性試驗(yàn)往往是采用定容燃燒彈或光學(xué)熱機(jī)的手段進(jìn)行的。以內(nèi)燃機(jī)為例，光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)手段是采用在實(shí)驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)上加工出可視化光路的方法實(shí)現(xiàn)的。采用這種方式能夠獲取發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作參數(shù)條件下的燃燒信息，但是其系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，而且可視范圍往往受到種種限制。另一種方式是采用定容燃燒彈，即在一個(gè)固定容積的壓力容器內(nèi)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的溫度和壓力條件，并在容器的四壁或底部等方向上進(jìn)行可視化測量。與光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)方式相比，采用定容燃燒彈方式的成本低，可視范圍大，具有很大的靈活性。但在目前的研究中，大多基于定容彈的燃燒可視化研究無法模擬實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的環(huán)境溫度、無法進(jìn)行多種混合氣混合及燃燒方式的實(shí)驗(yàn)研究，通用性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是要提供一種新型的燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置，與目前常用的裝置相比，本裝置具有可視范圍大、燃燒信息趨于實(shí)際工況、適用范圍廣等特點(diǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案:
[0006]一種新型燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置，包括彈體組件、視窗組件、噴油器組件、壓力傳感器組件、排氣電磁閥、碰撞模塊組件、熱電偶組件、火花塞組件以及進(jìn)氣電磁閥，其特征在于:
[0007]所述彈體組件的主體為矩形空腔結(jié)構(gòu)的彈體，在所述彈體的任一相對(duì)稱的兩個(gè)側(cè)面上加工有具有同一尺寸結(jié)構(gòu)的環(huán)形安裝槽，用以安裝視窗組件，且在所述環(huán)形安裝槽上均加工有若干個(gè)用以安裝電熱絲的電熱絲安裝孔，電熱絲安裝孔內(nèi)安裝用以加熱彈體內(nèi)部空間壁面溫度的電熱絲，在所述彈體上蓋、下蓋以及其他側(cè)面均加工有若干安裝孔；
[0008]所述噴油器組件包括噴油器套筒、噴油器以及噴油器固定蓋，所述噴油器套筒安裝于彈體上蓋的安裝孔內(nèi)，所述噴油器套筒內(nèi)壁加工有一用于安裝噴油器的空腔，空腔內(nèi)放置噴油器，所述噴油器固定蓋用于壓緊噴油器，安裝于噴油器套筒內(nèi)壁上端，并與噴油器套筒螺紋連接；
[0009]所述壓力傳感器組件包括壓力傳感器與壓力傳感器固定蓋，所述壓力傳感器安裝于彈體側(cè)面的安裝孔內(nèi)，所述的壓力傳感器固定蓋與安裝孔采取螺紋連接，用以固定壓力傳感器；
[0010]所述火花塞組件包括火花塞套筒、火花塞與火花塞固定蓋，所述火花塞套筒安裝于彈體側(cè)面的安裝孔內(nèi)，安裝孔內(nèi)壁設(shè)置有一用于安裝火花塞的空腔，所述火花塞固定蓋用于壓緊火花塞，安裝于火花塞套筒內(nèi)側(cè)，并與火花塞套筒螺紋連接；
[0011]所述排氣電磁閥安裝于所述彈體任一側(cè)面的安裝孔內(nèi)；
[0012]所述碰撞模塊組件包括定位桿與模擬燃燒室，所述的模擬燃燒室為燃燒室結(jié)構(gòu)，通過定位銷固定于定位桿上端，所述定位桿通過螺紋結(jié)構(gòu)與彈體連接，且下端安裝有一定位手輪；
[0013]所述熱電偶組件包括熱電偶及熱電偶固定蓋，所述熱電偶組件安裝于彈體側(cè)面的安裝孔內(nèi)，所述熱電偶固定蓋與安裝孔采取螺紋連接，用以固定熱電偶；
[0014]所述進(jìn)氣電磁閥安裝于位于彈體任一側(cè)面的安裝孔內(nèi)。
[0015]所述視窗組件包括安裝座、石英玻璃窗以及固定端蓋；所述安裝座安裝于彈體組件的環(huán)形安裝槽內(nèi)，所述安裝座上加工有一環(huán)槽，用以安裝石英玻璃窗；所述固定端蓋安裝于安裝座上，且中心處加工有與所述石英玻璃窗相配合的通孔，用以固定石英玻璃窗。
[0016]所述石英玻璃窗為圓臺(tái)形石英玻璃體，且所述彈體組件、安裝座與固定端蓋之間通過螺栓固定。
[0017]所述的噴油器套筒的外部側(cè)面上部設(shè)置螺紋并與所述彈體上蓋的安裝孔螺紋連接，噴油器套筒的外部側(cè)面下部加工有刻度尺；所述刻度尺為在所述噴油器套筒下部的外部側(cè)面每隔一定長度的距離加工一條刻度線，用以保證能夠?qū)崿F(xiàn)噴油器在視窗中的精確定位及精確調(diào)節(jié)移動(dòng)量。
[0018]所述火花塞組件的數(shù)量為兩個(gè)，分別對(duì)稱安裝于未安裝有視窗組件的彈體側(cè)面的安裝孔內(nèi)。
[0019]所述彈體與各個(gè)組件之間、安裝座與石英玻璃窗之間及彈體與各個(gè)固定蓋之間均采用螺紋密封形式；所述火花塞組件內(nèi)的火花塞套筒與火花塞之間采用密封圈密封形式。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:
[0021]本實(shí)用新型所提供的噴油器組件能夠精確的調(diào)節(jié)噴油器在視窗中的位置，保證在使用不同種類噴油器時(shí)能夠充分的利用可視范圍，提高了裝置的可用性；本實(shí)用新型所提供的碰撞模塊組件能夠采用不同種類的模擬燃燒室，能夠研究燃燒室壁面幾何形狀對(duì)火焰發(fā)展的影響，使研究更接近發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作情況，提高了研究數(shù)據(jù)的可信度；本實(shí)用新型所提供的彈體上安裝有加熱絲，能夠?qū)楏w壁面進(jìn)行加熱，從而模擬發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒時(shí)壁面的實(shí)際溫度，提高了研究數(shù)據(jù)的可信度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1本實(shí)用新型燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2本實(shí)用新型的燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置帶有安裝孔的左側(cè)視圖；
[0024]圖3本實(shí)用新型的燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置右側(cè)視圖；
[0025]圖4本實(shí)用新型的燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置剖面圖；[0026]圖5本實(shí)用新型的噴油器套筒下部外側(cè)刻度尺示意圖；
[0027]圖6本實(shí)用新型的燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置視窗組件剖面圖；
[0028]圖7本實(shí)用新型的模擬燃燒室示意圖。
[0029]圖中:1、彈體組件，la、彈體主體，lb、壓力傳感器組件安裝孔，lc、火花塞組件安裝孔，Id、熱電偶組件安裝孔，le、電熱絲安裝孔，2、視窗組件，2a、安裝座，2b、石英玻璃窗，2c、固定端蓋，2d、螺栓孔，3、噴油器組件，3a、噴油器套筒，3b、噴油器，3c、噴油器固定蓋，4、壓力傳感器組件，4a、壓力傳感器，4b、壓力傳感器固定蓋，5、火花塞組件，5a、火花塞套筒，5b、火花塞，5c、火花塞固定蓋,6、排氣電磁閥,6a、排氣電磁閥安裝孔,7、碰撞模塊組件,7a、模擬燃燒室，7b、定位銷,7c、定位桿,7d、定位手輪,8、熱電偶組件,8a、熱電偶,8b、熱電偶固定蓋，9、進(jìn)氣電磁閥，A、密封圈，B、環(huán)形安裝槽，C、環(huán)槽，D、通孔，E、刻度尺。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031]本實(shí)用新型提供的一種新型燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置，主要包括:彈體組件1、視窗組件2、噴油器組件3、壓力傳感器組件4、火花塞組件5、排氣電磁閥6、碰撞模塊組件7、熱電偶組件8以及進(jìn)氣電磁閥9，圖1所示。
[0032]所述彈體組件I的主體為有一定厚度的矩形空腔結(jié)構(gòu)，如圖1所示，所述彈體主體Ia可采用正方體空腔結(jié)構(gòu)，分為上蓋、下蓋以及四個(gè)側(cè)面，在彈體主體Ia的兩個(gè)相對(duì)稱的側(cè)面上均加工有同一尺寸的環(huán)形安裝槽B，用以安裝視窗組件2 ;在彈體的上蓋、下蓋以及另一相對(duì)稱的側(cè)面上分別加工有與其他組件相配合的安裝孔，用以安裝其他組件，具體安裝孔的尺寸按照實(shí)際需求設(shè)置如圖2、圖3。
[0033]進(jìn)一步的，在環(huán)形安裝槽B上可沿圓周均勻加工八個(gè)(也可以按照實(shí)際的實(shí)驗(yàn)需要具體確定孔數(shù))電熱絲安裝孔le，用以安裝電熱絲(附圖中未示出)，所述的電熱絲為金屬電阻絲，安裝于安裝孔Ie內(nèi)，用以加熱彈體內(nèi)部空間的壁面溫度，使其達(dá)到內(nèi)燃機(jī)正常工作時(shí)的氣缸壁溫度。
[0034]所述視窗組件2安裝于環(huán)形安裝槽內(nèi)，通過12個(gè)螺栓(這里采用螺栓固定，數(shù)量按照需要確定)固定在彈體主體Ia上，包括安裝座2a、石英玻璃窗2b與固定端蓋2c，如圖6所示，所述安裝座2a安裝于彈體組件I的環(huán)形安裝槽B內(nèi)，所述安裝座2a上加工有一環(huán)槽C，用以安裝石英玻璃窗2b，所述的石英玻璃窗2b為圓臺(tái)形石英玻璃體，所述固定端蓋2c安裝于安裝座2a上，且中心處加工有與所述石英玻璃窗2b相配合的通孔D，用以固定石英玻璃窗2b,彈體組件1、安裝座2a與固定端蓋2c之間用螺栓固定。
[0035]如圖4，所述噴油器組件3包括噴油器套筒3a、噴油器3b以及噴油器固定蓋3c，所述噴油器套筒3a安裝于彈體上蓋的安裝孔內(nèi)?？赏ㄟ^噴油器套筒3a外側(cè)上部加工有螺紋，與安裝孔采用螺紋連接的方式安裝于彈體上蓋的安裝孔內(nèi)，所述噴油器套筒3a內(nèi)壁加工有一用于安裝噴油器3b的空腔，空腔內(nèi)放置噴油器3b。所述的噴油器套筒3a外側(cè)下部加工有刻度尺E，刻度尺E為在噴油器套筒3a外部側(cè)面每隔2mm (或其他長度)加工一條刻度線。在實(shí)際使用中，可以根據(jù)刻度線實(shí)現(xiàn)噴油器3b在視窗中的精確定位，并精確調(diào)節(jié)移動(dòng)量可以根據(jù)刻度線實(shí)現(xiàn)噴油器在視窗中的精確定位，并精確調(diào)節(jié)移動(dòng)量，詳見圖5。所述噴油器固定蓋3c用于壓緊噴油器，安裝于噴油器套筒3a內(nèi)壁上端，并與噴油器套筒3a螺紋連接。
[0036]如圖4，所述壓力傳感器組件4包括壓力傳感器4a與壓力傳感器固定蓋4b，所述壓力傳感器4a安裝于彈體側(cè)面的安裝孔Ib內(nèi)，可根據(jù)實(shí)際需要選型，具有較大的靈活性，所述的壓力傳感器固定蓋4b與安裝孔Ib采取螺紋連接，用以固定壓力傳感器4a。
[0037]如圖4，所述火花塞組件5數(shù)量為兩個(gè)，分別對(duì)稱安裝于未安裝有視窗組件2的彈體側(cè)面的安裝孔Ic內(nèi)。所述火花塞組件5包括火花塞套筒5a、火花塞5b與火花塞固定蓋5c，所述火花塞套筒5a安裝于上述安裝孔Ic內(nèi)，安裝孔Ic內(nèi)壁安裝有一用于安裝火花塞5b的空腔,所述火花塞固定蓋5c用于壓緊火花塞5b?；鸹ㄈ?b可根據(jù)實(shí)際需要選型,安裝于火花塞套筒5a內(nèi)側(cè)，并與火花塞套筒5a螺紋連接。
[0038]為了獲得更好的實(shí)驗(yàn)效果，火花塞組件5通常需要安裝于彈體側(cè)面中心位置的安裝孔Ic內(nèi)，這就需要在未安裝有視窗組件2的彈體側(cè)面最少設(shè)置一個(gè)位于中心位置處的安裝孔Ic。
[0039]如圖4，所述排氣電磁閥6安裝于所述彈體任一側(cè)面的安裝孔6a內(nèi)，同理所述進(jìn)氣電磁閥9安裝于位于彈體任一側(cè)面的安裝孔內(nèi)?？蓪⑴艢怆姶砰y6以及所述進(jìn)氣電磁閥9安裝在同側(cè)也可在異側(cè)，通常設(shè)置在位于不同的側(cè)面的安裝孔內(nèi)。
[0040]所述碰撞模塊組件7包括定位桿7c以及模擬燃燒室7a，所述的模擬燃燒室7a為具有一定幾何結(jié)構(gòu)的燃燒室結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型可以采用金屬及其他材料制成的二維燃燒室如圖7，也可以采用有機(jī)玻璃、石英玻璃等透明材料制成的三維燃燒室，通過定位銷7b固定于定位桿7c上端,所述定位桿7c通過螺紋結(jié)構(gòu)與彈體連接,且下端安裝有一定位手輪7d。使用時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)定位手輪7d，即可調(diào)整模擬燃燒室7a在視窗中的位置。
[0041 ] 所述熱電偶組件8包括熱電偶8a及熱電偶固定蓋Sb，所述熱電偶組件8安裝于彈體側(cè)面的安裝孔Id內(nèi)，所述熱電偶固定蓋Sb與安裝孔Id采取螺紋連接，可以根據(jù)實(shí)際需要選型，用以固定熱電偶組件8。
[0042]為了保證彈體結(jié)構(gòu)的氣密性，所述彈體主體Ia與各個(gè)組件之間、安裝座與石英玻璃窗之間及彈體主體Ia與各個(gè)固定蓋之間均采用螺紋密封形式；所述火花塞組件5內(nèi)的火花塞套筒5a與火花塞5b之間采用密封圈A密封形式。
[0043]具體燃燒特性實(shí)驗(yàn)過程:首先將上述組件安裝在彈體組件I上；然后調(diào)整噴油器組件3和碰撞模塊組件7位置，確定噴油器和模擬燃燒室的相對(duì)位置；準(zhǔn)備就緒后開啟進(jìn)氣電磁閥組件9直至彈體內(nèi)壓力達(dá)到實(shí)驗(yàn)相對(duì)的背壓要求(由壓力傳感器組件實(shí)現(xiàn))；達(dá)到背壓要求后，開啟與本實(shí)用新型相配套使用的光源系統(tǒng)同時(shí)設(shè)置燃料供給系統(tǒng)壓力，為噴油器提供燃料，高速攝像機(jī)開始采集噴霧、點(diǎn)火及燃燒過程信息；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后開啟排氣電磁閥組件6，彈體內(nèi)堆積的燃油將在高壓氣體的作用下排出彈體外界。
[0044]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置，包括彈體組件、視窗組件、噴油器組件、壓力傳感器組件、排氣電磁閥、碰撞模塊組件、熱電偶組件、火花塞組件以及進(jìn)氣電磁閥，其特征在于: 所述彈體組件的主體為矩形空腔結(jié)構(gòu)的彈體，在所述彈體的任一相對(duì)稱的兩個(gè)側(cè)面上加工有具有同一尺寸結(jié)構(gòu)的環(huán)形安裝槽，用以安裝視窗組件，且在所述環(huán)形安裝槽上均加工有若干個(gè)用以安裝電熱絲的電熱絲安裝孔，電熱絲安裝孔內(nèi)安裝用以加熱彈體內(nèi)部空間壁面溫度的電熱絲，在所述彈體上蓋、下蓋以及其他側(cè)面均加工有若干安裝孔； 所述噴油器組件包括噴油器套筒、噴油器以及噴油器固定蓋，所述噴油器套筒安裝于彈體上蓋的安裝孔內(nèi)，所述噴油器套筒內(nèi)壁加工有一用于安裝噴油器的空腔，空腔內(nèi)放置噴油器，所述噴油器固定蓋用于壓緊噴油器，安裝于噴油器套筒內(nèi)壁上端，并與噴油器套筒螺紋連接； 所述壓力傳感器組件包括壓力傳感器與壓力傳感器固定蓋，所述壓力傳感器安裝于彈體側(cè)面的安裝孔內(nèi)，所述的壓力傳感器固定蓋與安裝孔采取螺紋連接，用以固定壓力傳感器； 所述火花塞組件包括火花塞套筒、火花塞與火花塞固定蓋，所述火花塞套筒安裝于彈體側(cè)面的安裝孔內(nèi)，安裝孔內(nèi)壁設(shè)置有一用于安裝火花塞的空腔，所述火花塞固定蓋用于壓緊火花塞，安裝于火花塞套筒內(nèi)側(cè)，并與火花塞套筒螺紋連接； 所述排氣電磁閥安裝于所述彈體任一側(cè)面的安裝孔內(nèi)； 所述碰撞模塊組件包括定位桿與模擬燃燒室，所述的模擬燃燒室為燃燒室結(jié)構(gòu)，通過定位銷固定于定位桿上端，所述定位桿通過螺紋結(jié)構(gòu)與彈體連接，且下端安裝有一定位手輪； 所述熱電偶組件包括熱電偶及熱電偶固定蓋，所述熱電偶組件安裝于彈體側(cè)面的安裝孔內(nèi)，所述熱電偶固定蓋與安裝孔采取螺紋連接，用以固定熱電偶； 所述進(jìn)氣電磁閥安裝于位于彈體任一側(cè)面的安裝孔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述視窗組件包括安裝座、石英玻璃窗以及固定端蓋；所述安裝座安裝于彈體組件的環(huán)形安裝槽內(nèi)，所述安裝座上加工有一環(huán)槽，用以安裝石英玻璃窗；所述固定端蓋安裝于安裝座上，且中心處加工有與所述石英玻璃窗相配合的通孔，用以固定石英玻璃窗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述石英玻璃窗為圓臺(tái)形石英玻璃體，且所述彈體組件、安裝座與固定端蓋之間通過螺栓固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的噴油器套筒的外部側(cè)面上部設(shè)置螺紋并與所述彈體上蓋的安裝孔螺紋連接，噴油器套筒的外部側(cè)面下部加工有刻度尺；所述刻度尺為在所述噴油器套筒下部的外部側(cè)面每隔一定長度的距離加工一條刻度線，用以保證能夠?qū)崿F(xiàn)噴油器在視窗中的精確定位及精確調(diào)節(jié)移動(dòng)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述火花塞組件的數(shù)量為兩個(gè)，分別對(duì)稱安裝于未安裝有視窗組件的彈體側(cè)面的安裝孔內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型燃燒可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述彈體與各個(gè)組件之間、安裝座與石英玻璃窗之間及彈體與各個(gè)固定蓋之間均采用螺紋密封形式；所述火花塞組件內(nèi)的火花塞套筒與火花塞之間采用密封圈密封形式。
【文檔編號(hào)】F02M65/00GK203532135SQ201320733305
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】宋鵬, 陳雷, 徐國凱 申請(qǐng)人:大連民族學(xué)院