[发明专利]一种模拟燃油喷雾湿壁的实验系统

说明书

技术领域

本发明属于发动机技术领域，主要用于模拟发动机喷雾湿壁过程，具体涉及一种模拟燃油喷雾湿壁的实验系统。

背景技术

为实现发动机高效清洁的燃烧目标，以“低温燃烧”为核心的一批新型内燃机燃烧技术受到广泛关注，如均质压燃(HCCI)和预混压燃(PCCI)等。而早喷技术是实现发动机低温燃烧模式的一项关键技术，早喷技术一般是指在发动机在较早的喷油定时(-90°～-120°CA ATDC)将燃油喷入缸内，以延长油气混合时间，降低缸内燃烧温度，从而使燃烧更加充分，有害排放物降低。而在早喷过程中，由于此时发动机缸内温度及压力较低，燃油喷雾贯穿距增加，一部分燃油不可避免地会撞击到缸套表面的润滑油膜上，进而形成湿壁现象。

一方面，燃油撞壁后的反弹液滴可以实现二次雾化，有利于形成均质混合气；但另一方面，湿壁现象也会造成缸套表面润滑油膜的稀释与飞溅，近壁区域混合气过浓，油耗增加等问题，影响燃烧与排放。因此，有必要对燃油喷雾湿壁过程进行深入研究，揭示湿壁机理，为早喷技术的优化与改进提供相应参考。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供了一种模拟燃油喷雾湿壁的实验系统。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种模拟燃油喷雾湿壁的实验系统，包括高压油泵、油箱、燃油加热系统、喷油器、定容弹、定容弹加热系统、真空泵、温度传感器、压力传感器、外接测试设备、控制系统、高压油轨；

所述的高压油泵与驱动电机连接，并且高压油泵与所述的油箱连接，油箱放入燃油加热系统中；

所述的定容弹的材质为不锈钢，定容弹顶部设置有所述的喷油器，定容弹通过喷油器与高压油泵相连，所述的喷油器的下部为喷孔，喷孔深入定容弹的内部腔室内；所述的定容弹的四个竖直的外壁上均设置有视窗，所述的视窗和定容弹的外壁之间设置有侧面端盖；所述的压力传感器、温度传感器的探头设置在定容弹内部，所述的温度传感器的控制面板设置在定容弹外壁上；所述的真空泵与定容弹内部相连，所述的氮气瓶与定容弹相连；所述的定容弹的内部的喷油器的下方设置有撞壁平板；

所述的定容弹加热系统包括电加热带和电加热源，所述的电加热带缠绕在定容弹外壁，所述的电加热源为加热电阻丝，设置在撞壁平板的下方；定容弹加热系统与温度传感器相连，由温度传感器控制定容弹加热系统对定容弹的加热；所述的微型风扇设置在电加热源的下方；

所述的定容弹内部的侧壁上设置有托盘机构，用于放置并定位撞壁平板平板；所述的托盘机构包括滑台、导轨、调速电机、托盘支杆、连接螺母和托盘，所述的导轨设置在定容弹内部的侧壁上，所述的滑台设置在导轨上，滑台上设置有所述的调速电机，调速电机与所述的控制系统相连，调速电机的输出端与所述的托盘支杆固定连接，托盘支杆通过所述的连接螺母与托盘相连；通过控制所述的调速电机实现滑台在导轨的上下移动，调整喷油器的喷孔与碰撞平板的距离；通过松动连接螺母，托盘以托盘支杆为轴线转动，托盘支杆底部设置有圆周刻度，可手动调节托盘角度；所述的托盘与撞壁平板嵌套连接；

所述的高压油轨设置在所述的喷油器和高压油泵之间的管路中，所述的高压油轨和控制系统相连，所述的外界测试设备与控制系统相连。

而且，所述的定容弹长230～240mm，宽230～240mm，高300～310mm；所述的视窗的材料为石英玻璃，视窗的直径为120～130mm。

而且，所述的侧面端盖和定容弹外壁之间设置有橡胶衬垫和装紧螺栓。

而且，所述的定容弹底部设置有泄压阀。

而且，所述的撞壁平板下部设置有凸起，所述的托盘设置有与撞壁平板的凸起相匹配的凹槽。

而且，所述的电加热带缠绕的圈数为1～10。

而且，所述的所述的喷油器和高压油泵之间的管路中、高压油轨的旁边设置有高压油轨压力控制器。

而且，所述的外接测试设备为高速摄像机(CCD)或者图像测速装置(PIV)中的一种；所述的高速摄像机(CCD)进行喷雾撞壁油束形貌的研究，图像测速装置(PIV)进行燃油撞壁过程粒径分布、反弹液滴运动规律的研究。

本发明的优势在于：