[發明專利]一種氣體燃料噴嘴流量測量穩壓裝置

有效

• 申請號: 201310730619.3
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103697961B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 鄒斌;劉應超;夏婉揚;袁守利;顏伏伍
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01F15/00
• 分類號: G01F15/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 胡琳萍

技術領域

本發明涉及氣體壓力穩定裝置，具體涉及一種氣體燃料噴嘴流量測量穩壓裝置。

背景技術

氣體燃料由于其低廉的價格和良好的排放在發動機的使用中越來越頻繁，關于氣體燃料使用的研究有很多，但是關于氣體燃料噴射量測量的研究目前還非常少。燃料的噴射量在發動機的匹配標定中具有重要意義，發動機的標定很大程度上就是為了確定合適的燃料噴射量。迄今為止，國內還沒有一款成熟的測量氣體燃料噴嘴流量的裝置。在噴嘴流量的測量過程中噴嘴進口和出口的壓力差會對噴氣流量造成很大影響。噴嘴流量測量通常使用壓縮空氣代替氣體燃料，壓縮空氣時的壓力波動會影響減壓器的入口壓力，從而使噴嘴進口的壓力不穩定；另一方面，測量時需要采用多次噴射取平均值的方法，但在這個過程中由于噴嘴的頻繁開啟和關閉，氣體的噴射不是連續的，同時氣體采集裝置采用的是排水法，由于采氣腔內水流的慣性和噴氣不連續的共同作用，會在噴氣閥的噴嘴處產生脈沖波，從而導致噴嘴出口的壓力不穩定。噴嘴進口和出口壓力的不穩定會使每次的噴氣量不相同，這會給測量結果造成很大的誤差。

現有的穩壓裝置一般用于液體，如申請號為2012103537461的柱塞式高壓水泵入口壓力穩定裝置，主要是根據液體的液面保持穩定來維持一個相對穩定的壓力，此壓力的大小取決于液面高度，所以不會有很高的壓力。因此此方法只能用于需要源源不斷提供壓力相對穩定液體的地方，使用范圍比較窄，無法應用于氣體，也無法應用于壓力較高或突變劇烈的地方。而噴嘴噴射的是氣體，和液體的性狀有本質區別，且噴嘴出口處的壓力會產生周期性的突變，因而無法應用于氣體噴射領域。

發明內容??

本發明提出一種氣體燃料噴嘴流量測量穩壓裝置，能夠在氣體燃料噴嘴流量測量過程中保證氣體燃料噴嘴進口和出口的壓力差恒定，以保證氣體流量的精確測量。

為了解決上述存在的技術問題，本發明采用了以下方案：

一種氣體燃料噴嘴流量測量穩壓裝置，空氣壓縮機作為氣源給噴嘴供燃料氣體，噴嘴通過排水法將燃料氣體通入采氣腔中；其特征在于：空氣壓縮機出口通過第一電磁閥與穩壓氣罐進口連通供給穩壓氣罐氣體；穩壓氣罐內設置有壓力傳感器；穩壓氣罐出口經由減壓器后連接噴嘴，噴嘴與一個穩壓腔直接相連通，穩壓腔出口通過噴氣管連通采氣腔中底部水面之上的氣體區域；在第一電磁閥與穩壓氣罐進口之間設置至少一個旁通管，各旁通管上接第二電磁閥；第一電磁閥的實際流通量大于第二電磁閥實際流通量。

上述技術方案中，所述穩壓腔與噴嘴連接時噴嘴管道盡可能的短，使得噴嘴出口與穩壓腔進口直接連通。

上述技術方案中，所述穩壓腔為橫向設置的密閉管，密閉管長度大于直徑，且直徑和長度均遠大于噴氣管的直徑。

上述技術方案中，采氣腔倒扣于水槽中；采氣腔上部氣體區域為空氣，采氣腔下部和水槽內液體為水；噴氣管頂端高于水面直接伸入氣體區域。

上述技術方案中，穩壓氣罐為橫向設置的高壓密閉管，且穩壓氣罐體積遠大于100次噴氣測量所需氣體體積。

上述技術方案中，第一電磁閥與穩壓氣罐進口之間僅設置一個旁通管。

工作過程如下：

開啟空氣壓縮機，第一電磁閥打開，往穩壓氣罐快速內充入高壓氣體，穩壓氣罐內壓力稍大于工作壓力時，第一電磁閥關閉，然后第二電磁閥開啟緩慢放出氣體，等穩壓氣罐內壓力到達工作壓力時，第二電磁閥關閉。每次噴嘴噴氣前重復此操作，可以給減壓器提供壓力十分穩定的氣體，從而穩定噴嘴進口的壓力。最后噴嘴開啟開始噴氣，所噴氣體經由穩壓腔后進入采氣腔。

該裝置利用空氣壓縮機作為氣源，經由一個穩壓氣罐減小氣源的壓力波動，然后利用減壓器進一步穩定噴嘴進口壓力，之后通過穩壓腔形成雙腔采氣，在噴嘴出口與氣體測量采氣裝置之間添加穩壓腔穩定噴嘴出口壓力。

相對于現有技術，本發明的氣體燃料噴嘴流量測量穩壓裝置具有以下有益效果：

本發明由于在測試平臺中添加了穩壓氣罐，且每次測量前都能方便的調節使穩壓氣罐的壓力，減小了氣源壓力波動對減壓器工作效果的影響，穩定了噴嘴入口的壓力；同時噴嘴出口與氣體采集部分之間添加穩壓腔，保障了噴氣閥測試平臺在噴氣時，噴嘴出口的壓力不會因為噴氣的不連續和水流慣性而產生劇烈波動，穩定了噴嘴出口壓力。因此本裝置通過雙腔采氣穩壓，保證了測量過程中噴嘴入口和出口的壓力差恒定，提高了噴嘴流量測量的精度。

附圖說明

圖1本發明氣體燃料噴嘴流量測量穩壓裝置示意圖。