模拟甲醇/柴油双燃料发动机多种燃烧模式的定容燃烧弹系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及模拟甲醇/柴油双燃料发动机多种燃烧模式的定容燃烧弹系统与方法。模拟双燃料发动机多种燃烧模式的定容燃烧弹系统，包括：定容燃烧弹，柴油喷射器，与柴油喷射器相连的柴油喷射系统，甲醇喷射器，与甲醇喷射器相连的甲醇喷射系统，进气系统，排气系统，压力传感器，同步数据采集卡，高速摄像机，上位机。本发明专利技术通过调节甲醇相对于柴油的喷射时刻，可以实现柴油引燃甲醇、柴油和甲醇同时着火、甲醇先于柴油自燃等多种燃烧模式，也可以分别实现甲醇在定容燃烧弹内均匀预混和浓度分层，而且甲醇的喷射压力灵活可调。

A fixed volume combustion bomb system and method for simulating various combustion modes of a methanol / diesel dual fuel engine

The invention relates to a fixed volume combustion projectile system and method for simulating a variety of combustion modes of a methanol / diesel dual fuel engine. Simulation of dual fuel engine combustion modes of missile system, including combustion: constant volume combustion bomb, diesel injector and diesel injector connected to the injection system of diesel engine, methanol injectors, and methanol injection combined with methanol injection system, intake system, exhaust system, pressure sensor, high-speed synchronous data acquisition card. Camera, PC. The present invention by adjusting injection timing relative to the methanol diesel, can achieve Ignition Methanol, diesel oil and methanol and diesel combustion before ignition, methanol and other diesel combustion mode, also can realize methanol in a constant volume combustion bomb uniformly premixed and stratified concentration, methanol injection pressure adjustable and flexible.

【技术实现步骤摘要】
模拟甲醇/柴油双燃料发动机多种燃烧模式的定容燃烧弹系统与方法
：本专利技术涉及内燃机定容燃烧弹
，进一步涉及模拟甲醇/柴油双燃料发动机多种燃烧模式的定容燃烧弹系统与方法。
技术介绍
：为满足日益严格的汽车排放法规和燃油消耗法规,越来越多先进发动机技术得到应用,包括缸内直喷、高压喷射、多次喷射、可变喷油正时、可变气门升程(VVL)和正时(VVT)、增压中冷、废气再循环(EGR)等改善燃烧的缸内净化技术和三效催化转化器(TWC)、氧化转化器(DOC)、选择性催化还原(SCR)和颗粒物过滤器(DPF)等后处理技术，但是无论是缸内净化技术还后处理技术，都存在技术门槛高、系统复杂、使用和维护成本高昂等不足。为了在降低燃油消耗的同时改善排放，替代燃料技术近年来得到了广泛的关注。替代燃料在发动机上应用的技术方案主要有三种：第一种是掺混法，即通过助溶剂使两种燃料混合形成均质稳定的液体燃料，这种方式简单易行，但不足之处是随温度变化两种燃料容易出现分层，而且由于互溶度不高这种方式无法实现高替代率；第二种方式是完全替代，即发动机只使用替代燃料，例如甲醇发动机、天然气发动机和液化石油气发动机等，这种方本文档来自技高网...

【技术保护点】
模拟甲醇/柴油双燃料发动机多种燃烧模式的定容燃烧弹系统，其特征在于，包括：定容燃烧弹(16)，柴油喷射器(8)，与柴油喷射器相连的柴油喷射系统，甲醇喷射器(14)，与甲醇喷射器相连的甲醇喷射系统，进气系统，排气系统，压力传感器(24)，同步数据采集卡(10)，高速摄像机(17)，上位机(23)；所述柴油喷射系统、甲醇喷射系统、压力传感器、高速摄像机均由同步数据采集卡实现控制；所述定容燃烧弹包括：圆柱形腔体，2个端盖；所述2个端盖分为第一端盖、第二端盖；第二端盖上设置透明观察窗，高速摄像机布置在定容燃烧弹外且对准透明观察窗；所述定容燃烧弹具有加热功能，用于模拟发动机的工作环境；所述柴油喷射系统和...

【技术特征摘要】
1.模拟甲醇/柴油双燃料发动机多种燃烧模式的定容燃烧弹系统，其特征在于，包括：定容燃烧弹(16)，柴油喷射器(8)，与柴油喷射器相连的柴油喷射系统，甲醇喷射器(14)，与甲醇喷射器相连的甲醇喷射系统，进气系统，排气系统，压力传感器(24)，同步数据采集卡(10)，高速摄像机(17)，上位机(23)；所述柴油喷射系统、甲醇喷射系统、压力传感器、高速摄像机均由同步数据采集卡实现控制；所述定容燃烧弹包括：圆柱形腔体，2个端盖；所述2个端盖分为第一端盖、第二端盖；第二端盖上设置透明观察窗，高速摄像机布置在定容燃烧弹外且对准透明观察窗；所述定容燃烧弹具有加热功能，用于模拟发动机的工作环境；所述柴油喷射系统和甲醇喷射系统各自独立控制；同步数据采集卡将柴油喷射器信号、甲醇喷射器信号、压力传感器信号、高速摄像机图像信号同步，并将数据存储在上位机中。2.根据权利要求1所述模拟甲醇/柴油双燃料发动机多种燃烧模式的定容燃烧弹系统，其特征在于，在圆柱形腔体内壁嵌套耐高温陶瓷炉膛，耐高温陶瓷炉膛内嵌电加热体。3.根据权利要求2所述模拟甲醇/柴油双燃料发动机多种燃烧模式的定容燃烧弹系统，其特征在于，所述电加热体为电炉丝；还包括：位于耐高温陶瓷炉膛内圆周的第一温度传感器(25)，以及通过低阻值火花塞与电炉丝连接的继电器、加热温度PID控制器。4.根据权利要求2所述模拟甲醇/柴油双燃料发动机多种燃烧模式的定容燃烧弹系统，其特征在于，所述柴油喷射器垂直安装于定容燃烧弹的圆柱形腔体上，所述甲醇喷射器安装于定容燃烧弹第一端盖中心位置，柴油喷射器和甲醇喷射器的中心线呈90度角。5.根据权利要求4所述模拟甲醇/柴油双燃料发动机多种燃烧模式的定容燃烧弹系统，其特征在于，还包括：中心线与甲醇喷射器中心线重合的圆筒形导流罩(15)；所述圆筒形导流罩的几何参数满足：d＝αD，其中d代表导流罩15的内径，D代表炉膛内径，L代表导流罩的长度，θ代表甲醇喷射器喷雾锥角，α、β是系数，α取值范围为0.6～0.8，β取值范围为0.55～0.65。6.根据权利要求1-5任何一项所述模拟甲醇/柴油双燃料发动机多种燃烧模式的定容燃烧弹系统，其特征在于：所述柴油喷射系统包括：柴油电子控制单元(5)、柴油箱(7)、柴油滤清器(6)、高压油泵(3)、高压共轨(4)、高压油管、回油管、机油加注机、电机(2)和变频器(1)；所述甲醇喷射系统包括：甲醇电子控制单元(19)、甲醇箱(11)、气液增压泵(12)、甲醇稳压容器(13)、输醇管、气液增压泵输入气源(18)、回醇管。7.根据权利要求1-5任何一项所述模拟甲醇/柴油双燃料发动机多种燃烧模式的定容燃烧弹系统，其特征在于：所述进气系统包括：压缩空气钢瓶(22)、压力变送器、进气电磁阀(28)、PID控制器、进气针阀(29)、进气管；进气管路由并行的两路构成，一路是由进气电磁阀自动控制，一路是由进气针阀手动控制；所述排气系统包括：排气电磁阀(26)、真空泵(21)和排气针阀(27)。8.根据权利要求1-5任何一项所述模拟甲醇/柴油双燃料发动机多种燃烧模式的定容燃烧弹系统，其特征在于，还包括：冷却系统；所述冷却系统包括柴油喷射器冷却系统和甲醇喷射器冷却系统，两套冷却系统均包括水箱、水泵、冷却水温度传感器、循环水管路、冷却水腔，定容燃烧弹的柴油喷射器安装孔和甲醇喷射器安装孔周围分别设置柴油喷射器冷却水腔(31)、甲醇喷射器冷却水腔(32)；柴油喷射器冷却系统和甲醇喷射器冷却系统共用一个水箱、水泵和冷却水温度传感器。9.在权利要求1所述定容燃烧弹系统上实现的模拟甲醇/柴油双燃料发动机多种燃烧模式的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：检查定容燃烧弹的气密性；步骤2：进气系统向定容燃烧弹充入空气；步骤3：定容燃烧弹开始加热，使定容燃烧弹内的空气达到预定的压力和温度；步骤4：启动柴油喷射系统、甲醇喷射系统；通过分别调节柴油和甲醇的喷射时刻，从而实现柴油引燃甲醇、柴油甲醇同时着火以及甲醇先于柴油发生自燃三种不同的双燃料燃烧模式；步骤5：高速摄像机记录柴油喷射器、甲醇喷射器的喷射图像，以及燃烧时的图像，并保存在上位机中。10.模拟甲醇/柴油双燃料发动机多...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚春德，胡江涛，耿培林，史俊杰，冯军，姚安仁，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12