[实用新型]一种用于夹气直喷喷嘴流量特性的测试装置

说明书

本发明提供一种用于夹气直喷喷嘴流量特性的测试装置。该测试装置包括测试主体、温度控制系统和数据采集分析系统，其中所述的测试主体包括测试缸体、缸盖、顶盖、密封圈、排放阀、喷嘴适配体、紧固螺栓、活塞、活塞环和回位弹簧。所述的温度控制系统包括进水管、回水管、水温控制器、水温传感器和冷却水箱，通过冷却水循环控制测试缸体温度，所述的数据采集分析系统包括气体压力传感器、气体温度传感器、弹簧位移传感器和数据采集分析仪，通过气体压力传感器、气体温度传感器和位移传感器采集夹气喷嘴喷出后腔体内气体压力、温度和位移数据，用于分析喷嘴的流量特性。

技术领域

本发明涉及一种用于夹气直喷喷嘴流量特性的测试装置，属于内燃机测试设备。

背景技术

夹气直喷技术是通过压缩空气与燃油在夹气直喷喷嘴内进行预混，随后由夹气直喷喷嘴将油气混合物高速喷入汽缸内，将燃油高速雾化成极细微的液滴并迅速蒸发。一方面大大减少了发动机对于燃油系统的要求，另一方面使得喷雾扩散混合过程更加迅速，实现航空煤油、柴油等重油燃料火花塞点燃燃烧。使传统上只能用压燃燃烧方式的重油实现点燃燃烧方式，在保证了点燃式发动机的燃烧速度及热效率的同时大大减轻了发动机的整机重量，使其完美地适用于小型无人机。

夹气直喷喷嘴的流量特性直接影响燃料喷射效果，对燃料的雾化性能、电控系统多参量匹配标定和发动机性能具有直接影响，所以对夹气直喷喷嘴的流量特性研究是必须的。夹气直喷喷嘴的流量特性包括燃油流量和空气流量两部分，但目前喷嘴流量测试设备只能用来测试燃油流量，无法测出空气流量。因此，需提出一种夹气直喷喷嘴流量特性的测试装置，实现夹气直喷喷嘴燃油流量和空气流量特性的共同测试。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于夹气直喷喷嘴流量特性的测试装置。该测试装置包括测试主体、温度控制系统和数据采集分析系统，其中所述的测试主体包括测试缸体、缸盖、顶盖、密封圈、排放阀、喷嘴适配体、紧固螺栓、活塞、活塞环和回位弹簧。所述的温度控制系统包括进水管、回水管、水温控制器、水温传感器和冷却水箱，通过冷却水循环控制测试缸体温度，使得夹气直喷喷嘴喷射后的燃油遇冷快速转化为液态，实现夹气直喷喷嘴喷射的燃油和空气快速分离，同时保证测试结束后测试缸体和缸盖内的气体温度保持在恒定状态；所述的数据采集分析系统包括气体压力传感器、气体温度传感器、弹簧位移传感器和数据采集分析仪，通过气体压力传感器、气体温度传感器和位移传感器采集夹气喷嘴喷出后腔体内气体压力、温度和位移数据，用于分析喷嘴的流量特性。

进一步的，所述顶盖和缸盖为半球形结构，增加安装面积，可同时布置压力、温度传感器、喷嘴适配器和排放阀，而且采用半球形结构更有利于测试完成后燃油排放。

进一步的，所述的测试缸体、缸盖和顶盖中布置有冷却水套，实时调节测试缸体和缸盖温度，实现夹气直喷喷嘴喷射的燃油和空气快速分离，同时保证测试结束后缸体内的气体温度恒定。

进一步的，所述的温度控制系统中进水管处布置水温控制器和水泵，可实时控制进水的流量和温度。

进一步的，所述的测试腔体内装有活塞和活塞环，底部装有位移传感器。活塞环与测试缸体内壁紧密结合，保证活塞上方为密闭空间。测试过程中，活塞上方密闭空间因夹气直喷喷嘴喷射产生压力变化，从而使活塞下行，通过位移传感器采集活塞下行位移，从而得到每个夹气直喷喷嘴测试循环后活塞上方密闭空间体积变化。

进一步的，所述的活塞下面安装回位弹簧，回位弹簧另一侧固定在测试腔体的下端面，保证测试完成后，排放阀打开后，活塞回到初始位置。

进一步的，所述的测试腔体底面布置有排气孔，保证活塞下行时下侧压力保持不变，同时为位移传感器线束的穿孔。

进一步的，所述的数据采集分析系统通过采集喷嘴喷射后密闭腔体内压力、温度和活塞的位移数据，运用热力学知识进行数据分析得到喷嘴的流量特性。