[发明专利]一种用于快压机的湍流形式可控装置

说明书

本发明涉及一种用于快压机的湍流形式可控装置，包括依次固定于快压机进气道处的横向滚流形式控制单元和纵向涡流形式控制单元、电磁控制阀和控制模块，横向滚流形式控制单元和纵向涡流形式控制单元各包括一个旋转角度控制编码器、一个组合式导流板和一个齿轮传动组；组合式导流板包括三个平行放置的导流板，所述传动齿轮组包括一个大齿轮、两个中齿轮和三个小齿轮，每个小齿轮与相应的导流板之间的传动是依靠一根带有键的传动轴实现的；控制模块通过控制导流板的角度实现目标形式的缸内湍流，控制方式为：通过旋转角度控制编码器控制大齿轮的转动，再通过两个中齿轮的变向作用使三个小齿轮旋转方向相同，使三个导流板的旋转方向和角度相同。

技术领域

本发明为一种用于快压机的湍流形式可控装置，涉及内燃机燃烧和流体领域，具体涉及用以研究燃料特性和新型燃烧方式特性的实验装置。

背景技术

汽车保有量的增加，为我国社会发展做出巨大贡献的同时，也消耗着大量的石油资源，排放出大量有害气体，从而对人们的生存环境产生较大危害。广大科研工作者针对上述问题提出了发展新型内燃机代用燃料和新型燃烧方式等解决途径，并发明研究了定容燃烧弹、快压机等基础实验装置。然而，现代内燃机燃烧过程及其优化研究面临着很多基础科学问题和技术瓶颈，如发动机爆震等异常燃烧现象。因此，作为能够为内燃机新型代用燃料及新型燃烧方式提供理论研究和实验载体的快压机实验装置，有其研究的必要性。

内燃机缸内流场结构和湍流特性是影响内燃机燃烧过程的最重要因素之一，在内燃机整个循环中，其缸内流体始终进行着极其复杂而又强烈瞬变的湍流运动。内燃机缸内湍流主要包括绕气缸轴线方向的涡流、绕垂直于气缸轴线方向的滚流和挤流等。内燃机缸内的湍流运动对缸内物理化学过程、可燃混合气的浓度、火焰传播速度和燃烧品质、缸内的传热及污染物的形成都具有直接的本质的影响。因此，基于快压机在不同湍流形式下燃烧特性的研究，对内燃机燃烧系统的开发与研究有非常重要的意义。

快压机主要功能是模拟活塞式内燃机内部的压缩及着火过程，是一种理想的介于理论分析和实际应用之间的研究载体。因此，快压机在研究缸内湍流燃烧如爆震等问题有着重要意义。经查阅文献资料发现，未见有关针对快压机实验台架并未对不同湍流形式下的燃烧特性进行研究的文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种能控制湍流形式且整体系统结构较简单的装置,以基于快压机对缸内不同湍流形式下的燃烧特性进行开发与研究。技术方案如下

一种用于快压机的湍流形式可控装置，包括依次固定于快压机进气道处的横向滚流形式控制单元和纵向涡流形式控制单元、电磁控制阀和控制模块，其中，横向滚流形式控制单元和纵向涡流形式控制单元结构相同，安装位置不同，前者横向固定于所述的进气道处，后者纵向固定所述的进气道处，各包括一个旋转角度控制编码器、一个组合式导流板和一个齿轮传动组；组合式导流板包括三个平行放置的导流板，所述传动齿轮组包括一个大齿轮、两个中齿轮和三个小齿轮，每个小齿轮与相应的导流板之间的传动是依靠一根带有键的传动轴实现的；控制模块通过控制导流板的角度实现目标形式的缸内湍流，控制方式为：通过旋转角度控制编码器控制大齿轮的转动，再通过两个中齿轮的变向作用使三个小齿轮旋转方向相同，使三个导流板的旋转方向和角度相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明可实现在工作容积基本不变情况下引入内燃机缸内的湍流运动，缸内湍流运动的形成可使快压机实验平台的实验环境更加趋于实际情况，实验数据的准确性得到提高。

(2)本发明可在快压机燃烧室内生成不同形式的湍流运动，如汽油机中滚流主导的湍流运动或柴油机中涡流主导的湍流运动，以基于快压机对不同湍流形式下的燃烧特性进行实验与研究。通过改变组合式导流板的角度，可实现缸内湍流形式的调节。

附图说明

图1是本发明中湍流形式控制装置示意图

图2(a)是图1中湍流形式控制装置的俯视图