[发明专利]一种可模拟涡流及滚流运动的定容燃烧弹

说明书

本发明提供了一种可模拟涡流及滚流运动的定容燃烧弹，包括定容燃烧弹主体和与定容燃烧弹主体相连的涡流及滚流发生装置，涡流及滚流发生装置包括风扇、风扇电机、电机传动轴和控制装置，所述风扇电机位于定容燃烧弹主体的外侧，电机传动轴穿过定容燃烧弹主体的侧壁，风扇安装在电机传动轴的末端，模拟涡流运动时，风扇水平设置，模拟滚流运动时，风扇垂直设置，本发明具有喷油器冷却系统和防爆安全系统，实现既冷却喷油器又加热燃烧弹进气的效果，并且若实验过程中出现燃烧弹内的压力过高的情况，能避免事故的发生，本发明在同一个定容燃烧弹内可模拟发动机气缸内气体的涡流运动及滚流运动，结构简单，体积小，能适应实验场地改变的需要。

技术领域

本发明涉及发动机实验技术领域，尤其涉及一种可模拟涡流及滚流运动的定容燃烧弹。

背景技术

发动机缸内气流运动情况对混合气的形成和燃烧过程有重要影响，尤其是进气终了时刻气缸内气体流场的结构将直接决定着火前气缸内湍流强度、气流速度以及缸内燃料的分布状况，从而影响发动机的动力性、经济性及排放特性。由于发动机缸内气流运动十分复杂，且伴随有循环变动，对环境条件的控制较为困难，且不易开展观测研究。因此，发动机的燃烧研究大多在可视化模拟实验装置上进行，定容燃烧弹是采用较多的实验装置，其结构简单且构造成本低，能够方便的研究单一参数变化对燃烧过程的影响。

涡流和滚流是发动机缸内气流运动的主要形式，分析涡流或滚流对缸内燃烧过程的影响很有必要。现有实验装置中多是模拟湍流强度对缸内燃烧的影响，这种模拟的湍流强度也只是实验设备众多功能中的一个附属测量手段，而非定量研究湍流运动对燃烧的影响。中国公告号为CN205262753U，名称为：“一种湍流强度和位置可控的测试定容弹及控制方法专利，该发明专利可精确测量湍流强度和湍流发生位置，但该装置不能用来模拟气体涡流和滚流运动。

对于气体滚流，目前模拟装置多采用进气道产生滚流。例如，中国公告号为CN205426525U的专利，公开了“发动机全压差气道滚流实验装置”，该实验装置通过进气道产生滚流。这种通过进气道产生滚流的实验装置结构庞大，构造复杂，平台搭建之后不易移动，并且不能做缸内涡流实验研究。对于缸内涡流产生装置多限于改造进气道或进气门以增强涡流强度，而且这种改造只是对于发动机气道试验台的改装，不能用于缸内燃烧分析。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种可模拟涡流及滚流运动的定容燃烧弹，该装置利用风扇产生气体流动，既可以做涡流模拟实验又可以做滚流模拟实验，且该装置结构简化、可移动。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种可模拟涡流及滚流运动的定容燃烧弹，包括定容燃烧弹主体，还包括涡流及滚流发生装置，所述涡流及滚流发生装置与定容燃烧弹主体相连；

所述涡流及滚流发生装置包括风扇、控制风扇的风扇电机、电机传动轴和控制装置，所述风扇电机位于定容燃烧弹主体的外侧，风扇电机的电机传动轴穿过定容燃烧弹主体的侧壁；

模拟涡流运动时，风扇安装在风扇轴的一端，风扇轴的另一端通过固定轴承固定在底座上，风扇的旋转轴线与电控喷油器同轴，风扇轴通过伞齿轮与电机传动轴连接；

模拟滚流运动时，风扇安装在电机传动轴的末端并位于电控喷油器的末端，风扇的旋转轴线与电机传动轴同轴；

所述控制装置包括上位计算机、下位PLC和转速传感器，上位计算机与下位PLC连接，下位PLC与转速传感器连接，通过上位计算机自带的测试系统和下位PLC控制模块确定风扇的转速从而控制涡流及滚流的强度。