[实用新型]一种定容‑定压混合燃烧模拟实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及发动后家技术领域，具体为一种定容-定压混合燃烧模拟实验装置。

背景技术

节能减排成为当今社会的主题，合理的组织发动机的燃烧状况，对实现燃烧控制，提高发动动力性、经济性和改善排放有着十分重要的意义。由于发动机的实际喷射雾化、扩散、蒸发、燃烧、传热等过程十分复杂，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，内燃机的燃烧研究大多在定容燃烧弹可视化模拟实验装置上进行。目前内燃机主要有定容燃烧、定压燃烧和定容-定压混合燃烧三大理论燃烧组织方式。定容燃烧热效率最高，定压燃烧热效率最低，但是当缸内的压力达到其机械结构的最大限值时按定压燃烧组织其热效率最高。因此，兼具高的热效率和可实现性的定容-定压混合燃烧的方案被广泛关注，但是目前还没有具体的可视化模拟实验装置对相关的燃烧过程进行模拟实验。

实用新型内容

基于上述原因，本实用新型的目的在于提供一种便于对内燃机的定容-定压混合燃烧过程进行相关的研究的定容-定压混合燃烧模拟实验装置。技术方案如下：

一种点燃式定容-定压混合燃烧模拟实验装置，包括筒状的燃烧室壁，燃烧室壁顶部设有上端盖，底部设有下端盖，中部设置有恒压活塞；上端盖上设有进气管、排气管、压力传感器和火花塞，下端盖上设有恒压进气管和溢气管；恒压活塞将燃烧室壁内部的空间分为上部的燃烧室和下部的恒压室，其上方设置有固定于燃烧室壁内侧壁上的挡圈，下方固定设置有位置传感器；还包括控制实验装置运行ECU，压力传感器、火花塞和位置传感器，以及设置在进气管上的进气阀、设置在排气管上的排气阀、设置在恒压进气管上的恒压进气阀和设置在溢气管上的限压阀均连接到ECU。

进一步的，将所述火花塞替换为喷油器构成压燃式定容-定压混合燃烧模拟实验装置。

更进一步的，所述燃烧室壁的外侧设有加热层，加热层外侧设有保温层。

更进一步的，所述上端盖处设有上端盖密封垫，下端盖处设有下端盖密封垫，恒压活塞外设有恒压活塞密封圈。

本实用新型的有效效果是：

1)本实用新型的定容-定压混合燃烧模拟试验装置，可对内燃机的定容-定压混合燃烧过程进行相关的研究；

2)本实用新型可配合可视化设备用于研究定容-定压混合燃烧过程中碳烟和NOx等排放物的生成机理和燃烧过程；

3)本实用新型可以用于研究热力学参数(如：空燃比、温度和压力)、点火参数(如：点火位置、点火能量、点火时刻等)对定容-定压混合燃烧燃烧过程的影响；

4)本实用新型的可用于对常规燃料、代用燃料的定容-定压混合燃烧燃烧过程进行相关的理论研究。

附图说明

图1为本实用新型定容-定压混合燃烧模拟实验装置的结构示意图。

图2为本实用新型定容-定压混合燃烧模拟实验装置控制系统示意图。

图3为利用本实用新型定容-定压混合燃烧模拟实验装置可获得的P-V图。

图中：1-进气管；2-进气阀；3-压力传感器；4-火花塞；5-端盖螺栓；6-排气阀；7-排气管；8-上端盖；9-上端盖密封垫；10-燃烧室壁；11-加热层；12-保温层；13-恒压室；14-溢气管；15-限压阀；16-恒压进气阀；17-恒压进气管；18-下端盖；19-下端盖密封垫；20-位置传感器；21-恒压活塞；22-恒压活塞密封圈；23-挡圈；24-燃烧室。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。如图1所示：一种点燃式定容-定压混合燃烧模拟实验装置，包括筒状的燃烧室壁10，燃烧室壁10顶部设有上端盖8，底部设有下端盖18，并用端盖连接螺栓5固定；其中部设置有恒压活塞21。上端盖8上设有进气管1、排气管7、压力传感器3和火花塞4，下端盖18上设有恒压进气管17和溢气管14。且进气管1上安装有进气阀2，排气管7上安装有排气阀6；排气管7上安装有排气阀6；恒压进气管17上安装有恒压进气阀16。

其中，花火塞4还可替换为喷油器。

恒压活塞21将燃烧室壁10内部的空间分为上部的燃烧室24和下部的恒压室13，其上方设置有固定于燃烧室壁10内侧壁上的挡圈23，下方固定设置有位置传感器20。

还包括控制实验装置运行ECU，如图2所示，压力传感器3、火花塞4和位置传感器20，以及设置在进气管1上的进气阀2、设置在排气管7上的排气阀6、设置在恒压进气管17上的恒压进气阀16和设置在溢气管14上的限压阀15均连接到ECU。