[发明专利]一种转子发动机气道稳流试验装置

说明书

本发明提供一种转子发动机气道稳流试验装置，包括转子发动机试验件、线束、CCD相机、同步器、控制器、稳压箱压力传感器、稳压箱、气体流量计、风机、管道、叶片风速仪、模拟缸套、大气压力传感器和大气温度传感器。本发明基于气道稳流试验的原理，通过风机产生稳定的压差，并通过转子发动机进气口两端的压力和温度测量，通过伯努利方程得出理论流量，通过风机前的气体流量计获得实际气体流量，通过叶片风速仪测量涡流，进而可准确计算出进气口的流量系数和涡流比，用于评估转子发动机进气口的流通能力，以及通过CCD相机对转子发动机试验件内部流场进行测量，用来评价进气口产生缸内流动的能力，指导进气口的设计。

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，尤其是涉及一种转子发动机气道稳流试验装置。

背景技术

在现代内燃机中，气流运动占有十分重要的地位。它是内燃机燃烧过程中的三要素之一，各种不同的内燃机燃烧过程品质，都在不同程度上、甚至在很大程度上与空气、油气和燃气的运动状态有关。

进气过程中气缸内的气流运动是很复杂的。它不仅随曲轴转角和配气相位而不断变化，而且随沿气缸径向和轴向的位置而不同；而且它不断变化着流速和运动方向，旋转中心和流动状态也是不断改变的。

转子发动机利用转子旋转做功，直接输出动力，由于取消了活塞往复运动和曲柄连杆组件，且无需复杂的配气机构驱动气门，去掉了数十个运动部件，因此发动机结构大大简化，零部件少、体积小、重量轻，其功重比得到显著地提高，比传统活塞往复式发动机的功重比提高了50％以上。

然而，由于进排气口布置在机体固定位置上，且没有配气机构，常规的气道稳流试验无法对转子发动机气道性能进行测量。因此，对转子发动机气口性能测量是进行转子发动机研发过程中必须关注的重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种转子发动机气道稳流试验装置，一方面通过气道稳流试验的原理，通过转子发动机进气口在一定压差下产生的理论流量和实际流量进行测试和计算，获得进气口的流量系数；另一方面利用叶片风速仪采集一定压差下进气口产生的涡流强度，还可通过光学测速的方法获得缸内流场的微观特性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种转子发动机气道稳流试验装置，包括转子发动机试验件、线束、同步器、控制器、稳压箱压力传感器、稳压箱、气体流量计、风机、管道、叶片风速仪、模拟缸套、大气压力传感器和大气温度传感器；

所述模拟缸套上端安装转子发动机试验件，模拟缸套下端与稳压箱连通，叶片风速仪安装在模拟缸套中，布置在转子发动机试验件正下方，转子发动机试验件中的发动机转子与模拟缸套内部相连通；

转子发动机试验件的进气口上方设有CCD相机，转子发动机试验件的进气口的侧部设有激光器，CCD相机和激光器通过线束连接同步器，风机通过管路与稳压箱连接，气体流量计设于管路上；

稳压箱压力传感器、大气压力传感器和大气温度传感器均安装于稳压箱上，稳压箱压力传感器、大气压力传感器、大气温度传感器、气体流量计和同步器均通过线束连接于控制器。

进一步，所述转子发动机试验件包括玻璃缸体、发动机转子、玻璃端盖和密封端盖，发动机转子安装于玻璃缸体内，玻璃端盖可拆卸固定于玻璃缸体上端，密封端盖固定于玻璃缸体下端，密封端盖上有中空腔，与模拟缸套连通，并由模拟缸套顶面进行密封，玻璃缸体上设有进气口和排气口，排气口由堵头进行密封，进气口与大气连通。

进一步，所述进气口的进气方向、CCD相机的拍摄方向和激光器的发射方向均相互垂直。

进一步，所述玻璃缸体和玻璃端盖4均采用具有良好透光性的且用于光学测量的玻璃材质。

进一步，所述激光器和转子发动机试验件之间设有透镜组，激光器产生激光后通过透镜组转换为片光源。