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专利号: 2017109700120
申请人: 中北大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种对置活塞发动机干涉喷雾测试装置,其特征在于,包括定容弹系统、进排气系统、燃油喷射系统、高速摄影系统、控制和采集系统;所述定容弹系统用于模拟对置活塞位于内止点时燃烧室的内部情况,实现燃油喷射碰撞雾化实验;所述进排气系统为定容弹系统的定容弹体内部提供相应的喷射背压,同时将实验过程中的油雾废气排出;所述燃油喷射系统用于建立符合实验需求的油压,并实现燃油喷射;所述高速摄影系统用于捕捉喷雾场内的喷雾结构并将其记录下来;所述控制和采集系统进行喷雾方向、喷油压力、拍摄过程的控制,并实现燃油喷射雾化的拍摄控制,并获取喷雾发展过程图像,完成测试数据的采集;所述定容弹系统包括定容弹体、喷油器,所述定容弹体以光学玻璃作为左右侧壁,定容弹体的顶面内壁、以及前后两个侧壁内壁均设有一用于安装所述喷油器的孔座,至少有两个孔座各安装一喷油器,未安装喷油器的孔座被密封住;所述定容弹体还分别与压力表、压力传感器以及进排气管相连接,其中压力传感器设于定容弹体内壁上,压力表安装于定容弹体外壁上,压力表与压力传感器电连接,压力表与压力传感器用于检测定容弹体内的压力值;进排气管设于定容弹体底部,进排气管与进排气系统连接,用于高压气体的导入与排出;所述喷油器包括旋转机构、喷油器套筒、舵机、定位台,所述定位台固定于孔座内,舵机的输出轴与旋转机构的球体旋转轴连接,舵机的输出轴转动带动球体旋转轴转动,进而带动旋转机构的球体转动;所述喷油器首先安装在喷油器套内,并通过喷油器定位孔实现对喷油器的销孔定位,确保喷油器和喷油器套可靠固定;喷油器套中部采用球面结构设计,喷油器安装孔的中空式球面凹坑结构相配合,二者具有相同的曲率;喷油器套在舵机的驱动下可以绕着喷油器套铰接轴实现旋转,同时喷油器套中部的球面结构与喷油器安装孔的中空式球面凹坑结构保持配合,实现弹体的密封;舵机上面设计有舵机安装孔,完成舵机的定位安装;其中一个喷油器套铰接轴的一端与一个舵机采用螺纹连接,保证二者之间的有效传动;该喷油器安装平台内设计有喷油器安装平台内十字槽,一方面便于该喷油器套在该喷油器安装平台的铰接安装,另一方面能够实现盖舵机对喷油器套的有效驱动,完成喷射方向的调节;所述进排气管包括分别与定容弹体内部连通的进气管和排气管;所述进排气系统包括进气系统和排气系统,所述进气系统包括高压气瓶、进气阀以及进气管,进气系统采用氮气作为环境气体;所述高压气瓶与进气阀连接,进气阀与进气管连接,进气阀设于定容弹体侧壁上;所述排气系统包括排气管、排气阀以及排气收集装置;排气收集装置通过排气阀与排气管连接;所述进气系统通过高压气瓶向定容弹体内加压,以模拟喷射背压;高压气瓶通过一号进气管与调压阀相连接,再通过二号进气管与定容弹体相连接,通过调压阀可以调节不同喷射背压;排气系统包括与定容弹体相连接的排气阀以及排气收集装置,以实现对喷油油雾的清除和收集;所述高速摄影系统包括高速摄像机、反射式纹影仪、凸透镜、滤光片以及光源;所述光源通过凸透镜产生平行光,由定容弹体一侧的视窗投射到喷雾雾束,高速摄像机则通过定容弹体另一侧的视窗对喷雾雾束进行高速拍摄,通过滤光片进行拍摄虑光;

该装置由光路、油路、电路构成一个整体;光路从光源射出,通过凸透镜产生平行光进入整个弹体内部,将弹体内部燃油碰撞雾化情况全部带入高速摄影机;高速摄影机将光信号转换为电信号,最终由数字图像的形式储存在图像采集计算机中;油路是喷射雾化实验的主要通路,以高压油泵为界分为高压油路与低压油路,低压油路只是将燃油从油箱源源不断的将燃油输送到高压油泵入口;在高压泵的作用下,低压燃油变为高压燃油,高压燃油经喷油器进入弹体完成喷射雾化;电路串连着所有电气设备,是整个实验系统的神经系统,其中控制单元主要针对高速摄影系统、喷油系统、定容弹系统和进排气系统进行控制;各个子系统上的传感器不断发出与接收测量信号,实验人员通过控制系统下达指令,均通过电信号得以实现;该装置的喷油器能够在一个平面内多角度旋转,以不同角度对喷,进行燃油喷雾碰撞干涉实验。