本发明专利技术提供一种可视化的发动机燃烧室模拟实验装置，包括进气阀门、密封顶盖、燃烧室罐体、密封压盖、石英玻璃视窗、温度控制板、视窗底座、绝热材料、加热电阻丝和排气排油阀。石英玻璃视窗分别安装在燃烧室罐体两侧180°方向上，便于测试光线的穿透，密封顶盖中心部分采用下沉式便于喷油器安装以及喷雾测试集中在可视范围内，燃烧室中心腔体外侧通过电加热系统进行温度控制和调节，罐体底部安装排气排油球阀可实现模拟燃烧室的清洗。本发明专利技术可同时实现温度和压力的控制、密封效果好、操作方便，能够获得稳定且均匀的压力场和温度场，而且可以实现燃烧室的可视化观察，对于提高发动机燃油的燃烧效率以及降低污染物排放的研究具有重要的意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃烧设备内燃机
，具体涉及一种可视化的发动机燃烧室模拟 实验装置。
技术介绍
提高发动机的热效率一直以来都是一项重要的课题，随着化石燃料的不断消耗以 及人们对环保的日益重视，在提高热效率的同时降低有害燃烧产物的排放也变得刻不容 缓。长久以来，人们利用各种燃烧技术的改善来提高发动机的热效率，例如汽油机中的高压 缩比、稀薄燃烧以及预混合压缩自着火等，柴油机中促进燃料和空气的混合和高增压等技 术都能在一定程度上改善发动机的热效率。在这些技术中，我们也能够看出除了对发动机 本身的结构改进或者缸内流动控制的方法外，对发动机所用燃油的使用控制也起到至关重 要的作用，也就是说燃油喷雾特性的研究对提高发动机热效率有着重要的影响。 目前，对液体燃料喷雾特性的研究主要集中在常温状态下，通过改变环境的压力 来测量各种雾化特性参数的变化。然而这样的测试中忽视了影响燃油喷雾效果的一个重要 参数一一温度，在发动机正常的运行中，燃烧室内部是一个高温高压的环境，所以为了更加 准确地测量出雾化参数特征必须把温度和压力两个因素都考虑进去。 鉴于上述情况，在进行发动机燃油雾化特性参数的测量实验中，制备了一个可以 同时控制压力和温度的可视化燃烧室模拟装置，使得测试更为全面和准确。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为:温度和压力作为两个对液体燃料雾化特性参数有着 重要影响的因素能够被同时考察。本专利技术为解决上述问题提供了一个可以同时对这温度和 压力两个参数进行控制和调节的装置。 本专利技术采用的技术方案为：一种可视化的发动机燃烧室模拟实验装置，该燃烧室 模拟实验装置包括进气阀门、密封顶盖、燃烧室罐体、密封压盖、石英玻璃视窗、温度控制 板、视窗底座、绝热材料、加热电阻丝和排气排油阀;燃烧室罐体由不锈钢管切割而成，具有 更好的密封性及抗压能力，视窗底座以及温度控制板底座焊接于罐体侧面，两个石英玻璃 视窗呈180°安装，温度控制板安装底座轴线垂直于石英玻璃视窗轴线，石英玻璃视窗及温 度控制板的密封通过密封压盖配合密封垫圈进行密封安装，密封顶盖设计成可拆卸式，通 过螺栓螺母、密封垫圈与主罐体进行连接密封，进气阀门以及压力控制装置安装于密封顶 盖上，可获得稳定均匀的压力场，另外在密封顶盖上安装安全阀以保证实验的安全，燃烧室 罐体内部测试场区域周围安装加热电阻丝，可获得稳定均匀的温度场，并且结合温度控制 板实现温度的调节，加热电阻丝和燃烧室罐体内壁之间填充绝热材料进行燃烧室罐体内部 保温及燃烧室罐体外部的保护，燃烧室罐体底部采用圆弧封头使其承压能力更强且便于实 验燃油的排放，底部中央焊接排气排油阀。 进一步的，所述燃烧室罐体采用304不锈钢材料制作。 进一步的，所述燃烧室罐体设计可承受最高15MPa的压力，足够模拟发动机燃烧室 的压力工况。 进一步的，所述温度控制板可控温度范围为常温至600°C，可实现燃油喷射初期燃 烧室内部温度氛围的模拟。 进一步的，所述石英玻璃视窗采用耐高温高压石英玻璃，该耐高温高压石英玻璃 视窗的设计便于燃油射流雾化特性的直接测试。 本专利技术与现有技术相比的优点在于： ⑴、本专利技术确保了燃油喷雾特性测试的可行性。 (2)、本专利技术可实现对发动机燃烧室内部工况的近似模拟，可同时对内部温度和压 力两个参数进行控制。 (3)、本专利技术操作简单、使用方便。 (4)、本专利技术可通过石英玻璃窗口实现对燃烧室内部进行直观的观察和测量。【附图说明】 图1为本专利技术一种可视化的发动机燃烧室模拟实验装置主体的装配纵剖图； 图2为为密封顶盖结构示意图，其中图2(a)为顶盖剖面图，图2(b)为顶盖俯视图； 图3为视窗的密封压盖以及视窗底座的结构示意图，其中，图3(a)为视窗密封压盖 结构示意图，图3(b)为温度控制板及视窗底座结构示意图； 图中：1、进气阀门，2、密封顶盖，3、燃烧室罐体，4、密封压盖，5、石英玻璃视窗，6、 视窗底座，7、绝热材料，8、加热电阻丝，9、排气排油阀，10、进气阀门及压力测试表安装孔， 11、测试喷油器安装孔，12、安全阀安装孔。【具体实施方式】 下面结合附图进一步说明本专利技术可视化的发动机燃烧室模拟实验装置的具体实 施方式。 本专利技术一种可视化的发动机燃烧室模拟实验装置主要通过两个部分进行压力密 封，罐体主体由不锈钢圆管、三个视窗底座和圆底封头进行焊接而成，密封主要由密封顶盖 和视窗压盖配合相应的密封垫圈通过螺栓螺母紧固密封。可视化视窗采用的是耐高温高压 的石英玻璃，实验测试喷油嘴安装于密封顶盖中央。 该实验装置的密封顶盖盲板厚度利用简易公式推导，通过查阅资料可知304不锈 钢的屈服应力σ〇.2 2 205MPa，即：2092kg(f)/cm2。气相压力条件下： =〇. 8 X σ〇.2 = 0.8Χ2092 = 1673.6kg(f)/cm2 对于盲板厚度t(mm)，有： 式中：D-装置密封口内径(mm)，P-装置设计压力。代入屈服应力值，可得： 基于该装置的结构以及工作环境压力设定，密封顶盖， D = 325mm，P = 16MPa(163.27kg(f)/cm2) 可计算得出： 视窗玻璃压盖法兰盘厚度则通当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可视化的发动机燃烧室模拟实验装置，其特征在于：该燃烧室模拟实验装置包括进气阀门(1)、密封顶盖(2)、燃烧室罐体(3)、密封压盖(4)、石英玻璃视窗(5)、温度控制板、视窗底座(6)、绝热材料(7)、加热电阻丝(8)和排气排油阀(9)；燃烧室罐体(3)由不锈钢管切割而成，具有更好的密封性及抗压能力，视窗底座(7)以及温度控制板(6)底座焊接于罐体侧面，两个石英玻璃视窗(5)呈180°安装，温度控制板安装底座轴线垂直于石英玻璃视窗(5)轴线，石英玻璃视窗(5)及温度控制板的密封通过密封压盖(4)配合密封垫圈进行密封安装，密封顶盖(2)设计成可拆卸式，通过螺栓螺母、密封垫圈与主罐体进行连接密封，进气阀门(1)以及压力控制装置安装于密封顶盖(2)上，可获得稳定均匀的压力场，另外在密封顶盖上(2)安装安全阀以保证实验的安全，燃烧室罐体(3)内部测试场区域周围安装加热电阻丝(8)，可获得稳定均匀的温度场，并且结合温度控制板实现温度的调节，加热电阻丝(8)和燃烧室罐体(3)内壁之间填充绝热材料(7)进行燃烧室罐体(3)内部保温及燃烧室罐体(3)外部的保护，燃烧室罐体(3)底部采用圆弧封头使其承压能力更强且便于实验燃油的排放，底部中央焊接排气排油阀(9)。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林其钊，宋澜波，刘涛，付炜，皮冬，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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