[發明專利]一種湍流強度和位置可控的測試定容彈及控制方法

有效

• 申請號: 201510849429.2
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105352736B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 王忠;劉帥;趙懷北;孫波;趙洋
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種湍流強度和位置可控的測試定容彈及控制方法。所述定容彈裝置主要包括溫度傳感器、壓力傳感器、燃料噴射器、進排氣管、湍流發生模塊、PLC控制模塊等。其中湍流發生裝置為均布的九個小型軸流風扇，采用螺栓連接于定容彈下端。根據人為設定，采用上位機測試系統及PLC控制軸流風扇的起動方案以及轉速，從而達到要求強度和位置的湍流。本發明結構簡便，只需要試驗初期，螺栓固定湍流發生裝置，并且只需要通過外部調節參數，便可以自動達到精確強度和位置的目標湍流，簡化了拆裝該類裝置的操作過程，對研究燃料在不同湍流強度和不同發生位置下的燃燒過程及特性起到了重要作用。

技術領域

本發明專利屬于工程熱物理研究領域，涉及內燃機燃燒過程的精確測試環境等研究方面。一種湍流強度和位置可控的定容彈，具體涉及一種通過軸流風扇產生不同目標強度和位置的湍流測試定容彈。

背景技術

不同氣體和液體燃料的霧化與空氣的混合過程是影響內燃機燃燒和排放污染物性能的重要因素之一。對于內燃機而言，一般采取帶有導氣屏的進氣門、切向氣道以及螺旋氣道的方法，產生進氣渦流，提高湍流強度，提高霧化程度。

湍流強度的提高以及湍流位置的改善，帶來的效果是改善預混程度，從而內燃機的燃燒與排放性能有很大影響。因此內燃機在不同湍流強度和不同湍流發生位置下的燃燒排放性能的測試，對內燃機燃燒系統開發與研究具有非常重要意義。

傳統的燃燒器通常包括可燃氣穩壓箱箱體以及相關的輸送管道。其渦流產生一般利用氣態燃料通過湍流發生器后產生一定強度尾跡渦流實現。諸如此類提高湍流強度的裝置多限于定性的研究，且結構繁瑣，而多未對湍流強度和湍流發生位置進行較準確的定量控制，繼而在不同強度和位置的湍流下研究內燃機的燃燒與排放特性。

所以，設計一種能較準確控制湍流強度和湍流發生位置，且整體系統結構較簡化的裝置，對于內燃機的開發與研究是迫切需要的。

發明內容

本發明根據內燃機燃燒系統開發與研究需要，設計一種能較準確控制湍流強度和位置，且整體系統結構較簡化的的測試定容彈及控制方法。

本發明的技術方案為：一種湍流強度和位置可控的測試定容彈，包括定容彈主體部分，還包括湍流發生裝置，所述定容彈主體部分下端和湍流發生裝置相連接；所述湍流發生裝置包括圓柱狀殼體、導流罩、軸流風扇、控制軸流風扇的電機以及湍流控制裝置；所述殼體底部端面設有若干通孔，正對著通孔的上端設有軸流風扇，正對著通孔的下端設有電機，所述電機的軸端穿過通孔同軸流風扇相連；所述軸流風扇的上部安裝導流罩；所述湍流控制裝置包括上位機、PLC控制模塊、轉速傳感器，上位機和PLC控制模塊相連，PLC控制模塊和轉速傳感器相連；由上位機中自帶的測試系統及PLC控制模塊確定軸流風扇的起動方案、湍流強度和湍流發生位置。

進一步，所述定容彈主體部分包括定容彈彈體和分別從該定容彈彈體的兩端側面貫穿的點火針，所述定容彈彈體上端分別設有噴油器、溫度傳感器、壓力傳感器，所述定容彈彈體其中一側面的上部和下部分別設有進氣端、排氣端，所述定容彈彈體的另一側面設有圓形可視窗口，所述定容彈彈體內部為燃燒室。

進一步，所述若干通孔的布置滿足：殼體中心處設有一個通孔，其它通孔環繞著中心通孔均勻分布。

進一步，所述殼體的通孔數量為九個。

進一步，所述導流罩為圓板狀，導流罩在軸流風扇上方相對應的位置均設有通孔，孔徑和軸流風扇葉片直徑大小相同；導流罩所在殼體內部的邊緣均布有若干半圓形通風口，虎口朝外。

進一步，所述導流罩和殼體接觸處的安裝面為波浪形曲面，曲面上沿環形均布有若干螺栓孔。

進一步，所述半圓形通風口為四個。

進一步，所述螺栓孔為八個。

本發明的方法的技術方案為：一種湍流強度和位置可控的測試定容彈的控制方法，包括以下步驟；