[实用新型]一种基于快速压缩机喷雾燃烧可视化的光学实验平台

权利要求书

1.一种基于快速压缩机喷雾燃烧可视化的光学实验平台，其特征在于，包括快速压缩机实验系统，燃油供给系统，数据采集系统，以及纹影法光学系统；

其中，快速压缩机系统通过高压储气罐(8)中的压缩空气推动驱动段(5)中的驱动活塞，并通过连杆(4)和压缩段(2)中的活塞(28)快速压缩可视化燃烧室(1)的气体，在可视化燃烧室(1)内部形成均匀的高温高压的环境，模拟汽车发动机的压缩冲程；

光学实验时，燃油供给系统向可视化燃烧室(1)供给燃油；数据采集系统用于控制电控阀门(12)、液压油泵(11)以及触发高速摄像机(29)，同时采集可视化燃烧室(1)内的气体压力信号；纹影法光学系统用于获得可视化燃烧室(1)内的喷雾蒸发与燃烧过程的实验图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于快速压缩机喷雾燃烧可视化的光学实验平台，其特征在于，可视化燃烧室(1)包括具有中空腔体结构的燃烧室主体(24)，燃烧室主体(24)的端面安装喷油器端盖(22)，其中心处安装有喷油器(23)，另一个端面与压缩段(2)的端面连接，使得燃烧室与压缩段内部连通；压缩段(2)内部的活塞(28)与活塞杆连接，活塞杆的另一端与液压段(3)内部的液压缸活塞连接，液压缸活塞再通过连杆(4)与驱动段(5)内部的驱动活塞连接，驱动活塞右侧通过驱动段(5)与高压储气罐(8)连通；液压油箱(10)通过油管、液压油泵(11)、电控阀门(12)与液压段(3)连通形成液压油循环回路，空气压缩机(9)一方面与驱动段(5)连通形成气体回路，另一方面用于给高压储气罐(8)充入压缩空气。

3.根据权利要求1所述的一种基于快速压缩机喷雾燃烧可视化的光学实验平台，其特征在于，燃烧室是一个可视化燃烧室(1)，包括燃烧室主体(24)、喷油器端盖(22)以及光学视窗；其中，燃烧室主体(24)上的排气口(25)和进气口(26)开设在同一个侧面上，压力传感器安装孔(27)开设在与排气口(25)和进气口(26)正对的侧面上，用于安装压力传感器，两个光学视窗正对地开设在另外的两个侧面上。

4.根据权利要求1所述的一种基于快速压缩机喷雾燃烧可视化的光学实验平台，其特征在于，通过纹影光学系统获取可视化燃烧室(1)中的喷雾发展和燃烧过程的图像信息；纹影光学系统包括LED光源(33)、光学狭缝(32)、凸透镜(31)、光学视窗、刀口(30)以及高速摄像机(29)；LED光源(33)和光学狭缝(32)产生点光源，通过凸透镜(31)形成平行光，然后通过石英玻璃视窗(20)穿过被测流场，凸透镜(31)将被测流场的出射光聚焦，经过刀口(30)切光后，最后由高速摄像机(29)拍摄记录喷雾在缸内气液两相发展过程和喷雾燃烧随时间变化的图像；其中，石英玻璃视窗(20)与燃烧室主体(24)之间设置有高温密封圈(21)，视窗端盖(18)与燃烧室主体(24)之间设置有橡胶垫圈(19)。

5.根据权利要求1所述的一种基于快速压缩机喷雾燃烧可视化的光学实验平台，其特征在于，燃油供油系统形成所研究的燃油喷雾；燃油供给系统中，燃油箱(13)通过低压油管(14)连接燃油泵(15)输送燃油，燃油泵(15)形成设定压力的高压燃油，再由高压油管(16)将高压燃油输送到喷油器(23)；喷油器(23)与压缩段(2)同轴设置，并与光路方向垂直，喷油方向与活塞(28)的运动方向相反。

6.根据权利要求1所述的一种基于快速压缩机喷雾燃烧可视化的光学实验平台，其特征在于，数据采集系统用于同步触发电控阀门(12)、高速摄像机(29)和喷油器(23)工作，并采集缸内压力信号。