[发明专利]一种发动机内窥镜冷却控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于发动机缸内燃烧测试技术领域，本发明主要涉及一种发动机内窥镜冷却控制装置及控制方法。

背景技术

发动机燃烧可视化是研究其燃烧过程最先进、最有效的实验手段之一。近年来，光学、计算机以及高速图象处理技术的迅速发展为发动机燃烧可视化提供了强有力的工具。国内外研究者运用先进的测试技术，设计出各种柴油机燃烧可视化实验装置，对柴油机缸内燃烧的各个方面进行研究，获得了大量燃烧过程的试验数据，为系统、深入地了解发动机燃烧发生、发展的特征规律，进一步加深对柴油机燃烧过程的理解以及为柴油机燃烧系统的评价和改进提供帮助。可视化测试方法主要分为光学发动机测试和缸内内窥镜测试。由于采用光学发动机法对发动机结构改动较大，国内外研究者多采用缸内内窥镜测试法。后者需将工业用管式硬镜内窥镜插入燃烧室中，在测试中由于内窥镜受发动机燃烧室高温高压燃气的直接作用，因此，必须对其采取良好的冷却措施，如果冷却效果不好，或者冷却管路堵塞，会造成镜头过热损坏，不但影响研究工作的开展，而且大多采用进口的内窥镜，价格极其昂贵，造成较大的经济损失。目前国内内窥镜测试系统中还没有有关内窥镜冷却与保护装置的报道。因此本发明从内窥镜工作要求出发，为保证其在工作中可靠冷却，需研究一种发动机内窥镜冷却控制装置，以实现发动机内窥镜在冷却不良情况下自我保护，保证内窥镜安全可靠运行。

发明内容

本发明的目的是设计一种发动机缸内燃烧测试用工业高温内窥镜冷却控制装置及控制方法，在开展发动机缸内燃烧与碳烟分布的可视化试验研究中，利用该装置可以实现内窥镜冷却空气的自动开闭和冷却效果不良时的自我保护，为内窥镜安全可靠地工作提供技术保证。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案：一种发动机缸内燃烧测试用工业高温内窥镜冷却控制装置，该装置包括电源、冷却空气源、JMP电子速度继电器、空气电磁阀、压力继电器、燃油电磁阀、发动机及安装在发动机缸盖上的内窥镜；所述电源与JMP速度继电器、压力继电器和燃油电磁阀相连；所述冷却空气源、空气电磁阀、内窥镜进气端通过空气管路串联；所述JMP电子速度继电器安装于发动机的飞轮壳上；所述压力继电器连接在内窥镜出气端，所述燃油电磁阀由压力继电器的电信号控制。所述JMP电子速度继电器将发动机的飞轮脉冲转速信号转变为电信号，当发动机转速达到起动转速时继电器闭合，空气电磁阀通电开启。

所述JMP速度继电器由转速传感器和控制器二部分组成，其中传感器能将反映发动机转速的电平取出，以推动触点的离合，从而将发动机的转速信号转变为电信号制冷却空气电磁阀。当发动机转速达到设定速度时，速度继电器触点闭合，冷却空气电磁阀通电打开，冷却空气进入内窥镜。电子速度继电器将发动机的飞轮脉冲转速信号转变为电信号，当发动机转速达到起动转速时继电器闭合，空气电磁阀通电，使内窥镜冷却空气打开，当从内窥镜出口出来的冷却空气压力大于压力继电器设定的压力时，压力继电器动作，燃油电磁阀通电打开，日用燃油箱内的燃油进入发动机，发动机可以顺利启动。在冷却系统泄漏或气路堵塞，内窥镜出口冷却空气压力变小，导致内窥镜冷却效果不良时，继电器自动打开，控制发动机燃油的电磁阀断电，切断发动机燃油，使发动机自动停机,从而实现内窥镜的自我保护。

上述方案中，所述JMP电子速度继电器和空气电磁阀中间连接一个延时继电器，所述延时继电器为断电延时继电器，其线圈与JMP速度继电器控制电路串联，当速度继电器动作时，延时继电器线圈通电，其触点能够迅速闭合；而当线圈断电时，可以在设定的延时时间后触点才断开，这样即可实现发动机停机后内窥镜能够继续冷却。

上述方案中，所述空气电磁阀上设置了手动开关，所述冷却空气电磁阀由气阀、电磁铁和手动开关组成。电磁铁线圈通电后产生电磁力克服弹簧力将气阀打开；线圈断电后气阀通过弹簧力自动关闭空气管路；电磁阀上的手动开关可以在线圈故障时，应急手动强制打开电磁阀，使内窥镜继续得到冷却。

上述方案中，所述冷却空气源和空气电磁阀中间连接了一个空气压力调节阀。

上述方案中，所述冷却空气源的压力通过空气压力调节阀设置为0.6MPa。

上述方案中，所述内窥镜放置于保护套管中，所述内窥镜的光纤束顶端与冷却空气进口接头连接，所述内窥镜的光纤束底端设有出气口，冷却空气经过内窥镜光纤束底端出气口进入保护套管内，保护套管的顶端设有冷却空气出口。