一種模擬燃油噴霧濕壁的實驗系統技術方案

本發明專利技術公開了一種模擬燃油噴霧濕壁的實驗系統，包括高壓油泵、油箱、燃油加熱系統、噴油器、定容彈、定容彈加熱系統、真空泵、溫度傳感器、壓力傳感器、外接測試設備、控制系統、高壓油軌。本發明專利技術可以較為準確地模擬實際缸內噴油撞壁過程，同時可以利用控制系統控制多個變量條件，實現對燃油撞壁過程的全面細致研究，而搭配光學測量設備能夠直觀反映燃油濕壁過程中微觀變量的變化規律，因此，此實驗系統可以實現對發動機燃油濕壁機理的深入研究，且實驗裝置操作簡便，其測量結果是對發動機早噴性能進行改進的重要參考。

An experimental system for simulating wet wall of fuel spray

The invention discloses an experimental system to simulate the fuel spray wet wall, including high-pressure pump, fuel tank, fuel heating system, fuel injector, constant volume bomb bomb, heating system, vacuum pump, temperature sensor, pressure sensor, external test equipment, control system, high pressure oil rail. The invention can accurately simulate the actual process of fuel injection into the cylinder wall, also can use the control system for controlling a plurality of variable conditions of fuel impingement thorough research, and collocation of optical measurement equipment can reflect the variation of micro variable fuel impingement process directly so the experimental system can realize deeply study on engine fuel wall wetting mechanism, and the experimental device has the advantages of simple operation, the measurement result is an important reference for improving the performance of early injection engine.

【技術實現步驟摘要】
一種模擬燃油噴霧濕壁的實驗系統
本專利技術屬于發動機
，主要用于模擬發動機噴霧濕壁過程，具體涉及一種模擬燃油噴霧濕壁的實驗系統。
技術介紹
為實現發動機高效清潔的燃燒目標，以“低溫燃燒”為核心的一批新型內燃機燃燒技術受到廣泛關注，如均質壓燃(HCCI)和預混壓燃(PCCI)等。而早噴技術是實現發動機低溫燃燒模式的一項關鍵技術，早噴技術一般是指在發動機在較早的噴油定時(-90°～-120°CAATDC)將燃油噴入缸內，以延長油氣混合時間，降低缸內燃燒溫度，從而使燃燒更加充分，有害排放物降低。而在早噴過程中，由于此時發動機缸內溫度及壓力較低，燃油噴霧貫穿距增加，一部分燃油不可避免地會撞擊到缸套表面的潤滑油膜上，進而形成濕壁現象。一方面，燃油撞壁后的反彈液滴可以實現二次霧化，有利于形成均質混合氣；但另一方面，濕壁現象也會造成缸套表面潤滑油膜的稀釋與飛濺，近壁區域混合氣過濃，油耗增加等問題，影響燃燒與排放。因此，有必要對燃油噴霧濕壁過程進行深入研究，揭示濕壁機理，為早噴技術的優化與改進提供相應參考。
技術實現思路
本專利技術目的在于克服現有技術的不足，提供了一種模擬燃油噴霧濕壁的實驗系統。本專利技術的技術目的通過下述技術方案予以實現：一種模擬燃油噴霧濕壁的實驗系統，包括高壓油泵、油箱、燃油加熱系統、噴油器、定容彈、定容彈加熱系統、真空泵、溫度傳感器、壓力傳感器、外接測試設備、控制系統、高壓油軌；所述的高壓油泵與驅動電機連接，并且高壓油泵與所述的油箱連接，油箱放入燃油加熱系統中；所述的定容彈的材質為不銹鋼，定容彈頂部設置有所述的噴油器，定容彈通過噴油器與高壓油泵相連，所述的噴油器的下部為噴孔，噴孔深入定容彈的內部腔室內；所述的定容彈的四個豎直的外壁上均設置有視窗，所述的視窗和定容彈的外壁之間設置有側面端蓋；所述的壓力傳感器、溫度傳感器的探頭設置在定容彈內部，所述的溫度傳感器的控制面板設置在定容彈外壁上；所述的真空泵與定容彈內部相連，所述的氮氣瓶與定容彈相連；所述的定容彈的內部的噴油器的下方設置有撞壁平板；所述的定容彈加熱系統包括電加熱帶和電加熱源，所述的電加熱帶纏繞在定容彈外壁，所述的電加熱源為加熱電阻絲，設置在撞壁平板的下方；定容彈加熱系統與溫度傳感器相連，由溫度傳感器控制定容彈加熱系統對定容彈的加熱；所述的微型風扇設置在電加熱源的下方；所述的定容彈內部的側壁上設置有托盤機構，用于放置并定位撞壁平板平板；所述的托盤機構包括滑臺、導軌、調速電機、托盤支桿、連接螺母和托盤，所述的導軌設置在定容彈內部的側壁上，所述的滑臺設置在導軌上，滑臺上設置有所述的調速電機，調速電機與所述的控制系統相連，調速電機的輸出端與所述的托盤支桿固定連接，托盤支桿通過所述的連接螺母與托盤相連；通過控制所述的調速電機實現滑臺在導軌的上下移動，調整噴油器的噴孔與碰撞平板的距離；通過松動連接螺母，托盤以托盤支桿為軸線轉動，托盤支桿底部設置有圓周刻度，可手動調節托盤角度；所述的托盤與撞壁平板嵌套連接；所述的高壓油軌設置在所述的噴油器和高壓油泵之間的管路中，所述的高壓油軌和控制系統相連，所述的外界測試設備與控制系統相連。而且，所述的定容彈長230～240mm，寬230～240mm，高300～310mm；所述的視窗的材料為石英玻璃，視窗的直徑為120～130mm。而且，所述的側面端蓋和定容彈外壁之間設置有橡膠襯墊和裝緊螺栓。而且，所述的定容彈底部設置有泄壓閥。而且，所述的撞壁平板下部設置有凸起，所述的托盤設置有與撞壁平板的凸起相匹配的凹槽。而且，所述的電加熱帶纏繞的圈數為1～10。而且，所述的所述的噴油器和高壓油泵之間的管路中、高壓油軌的旁邊設置有高壓油軌壓力控制器。而且，所述的外接測試設備為高速攝像機(CCD)或者圖像測速裝置(PIV)中的一種；所述的高速攝像機(CCD)進行噴霧撞壁油束形貌的研究，圖像測速裝置(PIV)進行燃油撞壁過程粒徑分布、反彈液滴運動規律的研究。本專利技術的優勢在于：對于發動機早噴濕壁現象的研究，利用目前技術手段進行實際發動機缸內檢測難度很大，且測量結果不全面，而本專利技術設計的燃油濕壁實驗系統，可以較為準確地模擬實際缸內噴油撞壁過程，同時可以利用電子控制系統ECU控制多個變量條件，實現對燃油撞壁過程的全面細致研究，而搭配光學測量設備能夠直觀反映燃油濕壁過程中微觀變量的變化規律，因此，此實驗系統可以實現對發動機燃油濕壁機理的深入研究，且實驗裝置操作簡便，其測量結果是對發動機早噴性能進行改進的重要參考。附圖說明圖1為燃油噴霧濕壁過程示意圖，圖2為本專利技術的結構示意圖，圖3為本專利技術的托盤機構連接示意圖；其中，1為高壓油泵，2為驅動電機，3為油箱，4為燃油加熱系統，5為噴油器，6為氮氣瓶，7為微型風扇，8為定容彈，9為撞壁平板，10為電加熱源，11為真空泵，12為溫度傳感器，13為壓力傳感器，14為外接測試設備，15為控制系統，16為高壓油軌，17為滑臺，18為導軌，19為調速電機，20為托盤支桿，21為連接螺母，22為托盤，23為電加熱帶，24為高壓油軌壓力控制器，25為視窗。具體實施方式下面結合具體實施例進一步說明本專利技術的技術方案。本實施例中涉及的實驗燃料為純柴油及其摻混燃料，可摻混不同比例的汽油、醇類及生物柴油等燃料；噴油系統：BOSCHCP1H型噴油泵，B015型高壓共軌及316型單孔噴油器，噴油壓力可達150MPa，BOSCH-728型燃油計量電磁閥；溫度控制系統為單回路智能溫控系統。部分電控元件如電加熱源、真空泵、調速電機及微型風扇等均可直接購買后進行加工安裝。實施例1如圖2所示，一種模擬燃油噴霧濕壁的實驗系統，包括高壓油泵1、油箱3、燃油加熱系統4、噴油器5、定容彈8、定容彈加熱系統、真空泵11、溫度傳感器12、壓力傳感器13、外接測試設備14、控制系統15、高壓油軌16；所述的高壓油泵與驅動電機2連接，并且高壓油泵與所述的油箱連接，油箱放入燃油加熱系統中；所述的定容彈8的材質為不銹鋼，定容彈頂部設置有所述的噴油器，定容彈通過噴油器與高壓油泵相連，所述的噴油器的下部為噴孔，噴孔深入定容彈的內部腔室內；定容彈的四個豎直的外壁上均設置有視窗25，所述的視窗和定容彈彈體之間設置有側面端蓋；所述的壓力傳感器、溫度傳感器的探頭設置在定容彈內部，所述的溫度傳感器的控制面板設置在定容彈外壁上；所述的真空泵與定容彈內部相連，所述的氮氣瓶6與定容彈相連；所述的定容彈的內部的噴油器的下方設置有撞壁平板9；所述的定容彈加熱系統包括電加熱帶23和電加熱源10，所述的電加熱帶纏繞在定容彈外壁，所述的電加熱源為加熱電阻絲，設置在撞壁平板的下方；定容彈加熱系統與溫度傳感器相連，由溫度傳感器控制定容彈加熱系統對定容彈的加熱；所述的微型風扇7設置在電加熱源的下方；所述的定容彈內部的側壁上設置有托盤機構，用于放置并定位撞壁平板平板；所述的托盤機構包括滑臺17、導軌18、調速電機19、托盤支桿20、連接螺母21和托盤22，所述的導軌設置在定容彈內部的側壁上，所述的滑臺設置在導軌上，滑臺上設置有所述的調速電機，調速電機與所述的控制系統相連，調速電機的輸出端與所述的托盤支桿固定連接，托盤支桿通過所述的連接螺母與托盤相連；通過控制所述的調速電機實現滑臺在導軌的上下移本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種模擬燃油噴霧濕壁的實驗系統，其特征在于：包括高壓油泵、油箱、燃油加熱系統、噴油器、定容彈、定容彈加熱系統、真空泵、溫度傳感器、壓力傳感器、外接測試設備、控制系統、高壓油軌；所述的高壓油泵與驅動電機連接，并且高壓油泵與所述的油箱連接，油箱放入燃油加熱系統中；所述的定容彈的材質為不銹鋼，定容彈頂部設置有所述的噴油器，定容彈通過噴油器與高壓油泵相連，所述的噴油器的下部為噴孔，噴孔深入定容彈的內部腔室內；定容彈的四個豎直的外壁上均設置有視窗，所述的視窗和定容彈的外壁之間設置有側面端蓋；所述的壓力傳感器、溫度傳感器的探頭設置在定容彈內部，所述的溫度傳感器的控制面板設置在定容彈外壁上；所述的真空泵與定容彈內部相連，所述的氮氣瓶與定容彈相連；所述的定容彈的內部的噴油器的下方設置有撞壁平板；所述的定容彈加熱系統包括電加熱帶和電加熱源，所述的電加熱帶纏繞在定容彈外壁，所述的電加熱源為加熱電阻絲，設置在撞壁平板的下方；定容彈加熱系統與溫度傳感器相連，由溫度傳感器控制定容彈加熱系統對定容彈的加熱；所述的微型風扇設置在電加熱源的下方；所述的定容彈內部的側壁上設置有托盤機構，用于放置并定位撞壁平板平板；所述的托盤機構包括滑臺、導軌、調速電機、托盤支桿、連接螺母和托盤，所述的導軌設置在定容彈內部的側壁上，所述的滑臺設置在導軌上，滑臺上設置有所述的調速電機，調速電機與所述的控制系統相連，調速電機的輸出端與所述的托盤支桿固定連接，托盤支桿通過所述的連接螺母與托盤相連；通過控制所述的調速電機實現滑臺在導軌的上下移動，調整噴油器的噴孔與碰撞平板的距離；通過松動連接螺母，托盤以托盤支桿為軸線轉動，托盤支桿底部設置有圓周刻度，可手動調節托盤角度；所述的托盤與撞壁平板嵌套連接；所述的高壓油軌設置在所述的噴油器和高壓油泵之間的管路中，所述的高壓油軌和控制系統相連，所述的外界測試設備與控制系統相連。...

【技術特征摘要】
1.一種模擬燃油噴霧濕壁的實驗系統，其特征在于：包括高壓油泵、油箱、燃油加熱系統、噴油器、定容彈、定容彈加熱系統、真空泵、溫度傳感器、壓力傳感器、外接測試設備、控制系統、高壓油軌；所述的高壓油泵與驅動電機連接，并且高壓油泵與所述的油箱連接，油箱放入燃油加熱系統中；所述的定容彈的材質為不銹鋼，定容彈頂部設置有所述的噴油器，定容彈通過噴油器與高壓油泵相連，所述的噴油器的下部為噴孔，噴孔深入定容彈的內部腔室內；定容彈的四個豎直的外壁上均設置有視窗，所述的視窗和定容彈的外壁之間設置有側面端蓋；所述的壓力傳感器、溫度傳感器的探頭設置在定容彈內部，所述的溫度傳感器的控制面板設置在定容彈外壁上；所述的真空泵與定容彈內部相連，所述的氮氣瓶與定容彈相連；所述的定容彈的內部的噴油器的下方設置有撞壁平板；所述的定容彈加熱系統包括電加熱帶和電加熱源，所述的電加熱帶纏繞在定容彈外壁，所述的電加熱源為加熱電阻絲，設置在撞壁平板的下方；定容彈加熱系統與溫度傳感器相連，由溫度傳感器控制定容彈加熱系統對定容彈的加熱；所述的微型風扇設置在電加熱源的下方；所述的定容彈內部的側壁上設置有托盤機構，用于放置并定位撞壁平板平板；所述的托盤機構包括滑臺、導軌、調速電機、托盤支桿、連接螺母和托盤，所述的導軌設置在定容彈內部的側壁上，所述的滑臺設置在導軌上，滑臺上設置有所述的調速電機，調速電機與所述的控制系統相連，調速電機的輸出端與所述的托盤支桿固定連接，托盤支桿通過所述的連接螺母與托盤相連；通過控制所述的調速電機實現滑臺在導軌的上下移動，調整噴油器的噴孔與碰撞平板的距...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁興雨，于晗正男，舒歌群，王月森，張洪升，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：天津,12