[發明專利]模擬活性控制壓燃的光學發動機可視化系統及其模擬方法

在審

• 申請號: 201711063861.4
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107576507A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 韓偉強;李博侖;潘鎖柱;李鑫;盧耀
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02;G01N31/12
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司51200
• 代理人: 王沙沙

1.一種模擬活性控制壓燃的光學發動機可視化系統，其特征在于：包括可視化光學發動機、低活性燃油供油油路、高活性燃料供油油路、氣門控制油路、進氣控制支路和控制系統；

所述可視化光學發動機氣缸的四周為石英玻璃激光照射窗(5)，底部為石英玻璃視窗(2)，石英玻璃視窗(2)的下方設有反射鏡(1)，高速照相機(6)可通過反射鏡(1)觀察和記錄氣缸內的燃燒過程；氣缸內還設有缸壓傳感器(3)；可視化光學發動機的進氣總管(39)上設有進氣壓力傳感器(28)和進氣溫度傳感器(29)；可視化光學發動機的排氣門(4)連接到排氣總管(40)，排氣總管(40)上設有廢氣渦輪(9)，廢氣渦輪(9)與排氣門(4)之間的排氣總管(40)上設有排氣壓力傳感器(15)和排氣溫度傳感器(14)，廢氣渦輪(9)與排氣口之間的排氣總管(40)上設有顆粒物分析儀(8)和氣體排放分析儀(7)；

所述氣門控制油路包括依次連接的機油箱(38)、機油濾清器(37)、機油泵(36)、調壓閥(35)和兩位三通電磁閥(34)，兩位三通電磁閥(34)同時也與可視化光學發動機上的液壓連續可變氣門(21)連接，液壓連續可變氣門(21)連接到可視化光學發動機的氣門座；

所述進氣控制支路包括依次連接的空氣質量流量計(33)、電動增壓器(32)、廢氣渦輪增壓器(31)和進氣中冷器(30)，進氣中冷器(30)同時也連接到可視化光學發動機的進氣總管(39)；

所述控制系統同時與高速照相機(6)、兩位三通電磁閥(34)、電動增壓器(32)、低活性燃油供油油路的噴油器以及高活性燃料供油油路的噴油器連接。

2.根據權利要求1所述的一種模擬活性控制壓燃的光學發動機可視化系統，其特征在于：所述低活性燃油供油油路包括依次連接的低活性燃油油箱(27)、低活性燃油供油油泵(26)、低活性燃油濾清器(25)和低活性燃油共軌(23)，低活性燃油共軌(23)與低活性燃油油箱(27)之間還連接有壓力調節閥(24)；低活性燃油共軌(23)同時也與低活性燃油PFI噴油器(22)連接，低活性燃油PFI噴油器(22)的出油口連接到可視化光學發動機的進氣總管(39)，低活性燃油PFI噴油器(22)同時也與控制系統連接。

3.根據權利要求1所述的一種模擬活性控制壓燃的光學發動機可視化系統，其特征在于：所述高活性燃料供油油路包括依次連接的高活性燃料油箱(13)、高活性燃料油耗儀(12)、高活性燃料濾清器(11)、高壓油泵(10)和高壓共軌(17)，高壓共軌(17)與高活性燃料油箱(13)之間還連接有穩壓閥(16)；高壓共軌(17)同時也與可視化光學發動機上的高活性燃料缸內直噴噴油器(20)連接，高活性燃料缸內直噴噴油器(20)的出油口伸入可視化光學發動機的氣缸內，高活性燃料缸內直噴噴油器(20)同時也與控制系統連接。

4.一種模擬活性控制壓燃的方法，包括以下步驟：

(1)控制系統獲得觸發信號；

(2)控制系統通過其內的第一驅動電路控制進氣控制支路中電動增壓器(32)的轉速和轉向，由此改變進氣總管(39)內空氣的壓力和流量；

(3)控制系統通過其內的第二驅動電路控制低活性燃油供油油路的低活性燃油PFI噴油器(22)的噴射持續期，由此在進氣總管(39)內形成低活性燃料的均質混合氣；

(4)控制系統通過其內的第三驅動電路控制高活性燃料供油油路的高活性燃料缸內直噴噴油器(20)的噴射定時、噴射次數與噴射持續期，從而控制氣缸內高活性燃料的替代比，改變氣缸內混合氣的燃油總活性，實現活性分層、當量比分層與溫度分層；

(5)控制系統通過其內的第四驅動電路控制氣門控制油路的兩位三通電磁閥(34)的供油脈寬和供油相位，從而改變液壓連續可變氣門(21)的供油定時與供油脈寬，改變液壓連續可變氣門(21)的晚關角度，控制氣缸內分層混合氣的總溫、總壓、總當量比，最終在可視化光學發動機的氣缸內形成總溫、總壓、總當量比、燃油總活性可變的分層混合氣；

(6)控制系統通過其內的第五驅動電路控制高速照相機(6)拍攝氣缸內分層混合氣燃燒時的圖像并傳輸到外接的電腦上；

(7)缸壓傳感器(3)通過采集卡將缸壓顯示在外接的電腦上；進氣壓力傳感器(28)、進氣溫度傳感器(29)、排氣壓力傳感器(15)和排氣溫度傳感器(14)通過采集卡將采集到的壓力和溫度顯示到外接電腦上；顆粒物分析儀(8)將顆粒物排放數據傳輸到外接電腦并記錄；氣體排放分析儀(7)將氣體排放數據傳輸到外接電腦并記錄。