[發明專利]模擬高原環境對航空活塞發動機噴霧特性影響的裝置和方法

有效

• 申請號: 202110262979.X
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN112943500B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 韓志強;蘇博民;李智文;符鑫;丁佳偉;吳學舜;田維
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: F02M65/00
• 分類號: F02M65/00
• 代理公司: 成都禾創知家知識產權代理有限公司 51284
• 代理人: 許宜生

本發明公開了一種模擬高原環境對航空活塞發動機噴霧特性影響的裝置和方法，所述裝置包括壓力溫度調節室、與該壓力溫度調節室連通的真空泵以及設于該壓力溫度調節室內的氣缸、活塞、噴油系統、攝像系統和控制系統；所述方法包括模擬活塞運動情況、噴油并拍攝其燃燒情況以及對該拍攝圖片進行處理的具體過程。本發明用以觀察以重油為燃料的航空活塞式發動機的燃料霧化效果，使我們在試驗臺上便能模擬高空噴霧，并可通過高速攝像機對其進行拍攝，觀察其噴霧情況。

技術領域

本發明涉及一種航空發動機噴霧試驗平臺，具體涉及到一種模擬高原環境對航空活塞發動機噴霧特性影響的裝置和方法。

背景技術

航空活塞發動機的發展歷程大致可分為兩個時期，第一個時期是從首次動力飛行開始到第二次世界大戰結束，在這個時期，活塞式航空發動機統治了40年左右。第二個時期從第二次世界大戰至今?，F如今通用航空活塞發動機主要適用于固定翼飛機、旋翼機和無人機等方面。主要源于該類通航飛機功率需求小，選用航空活塞發動機作為動力，其經濟性和實用性優勢明顯。所以航空活塞發動機的技術應用和延續發展才有了其必要性。目前活塞式通航飛機的市場保有量占飛機總保有量的一半以上，仍在通航領域占有非常重要地位。

用民用航空器從事公共航空運輸以外的民用航空活動，包括工業、農業、林業、漁業和建筑業在內的作業飛行以及醫療工業、搶險救災、氣象探測、海洋監測、科學實驗、教育訓練、文化體育等方面的飛行活動。而航空活塞式發動機是通用航空中重要的動力組成部分。目前航空活塞式發動機的動力源主要分為兩種：電動和油動。電能驅動的優勢在于動能的裝置輕便，控制簡單，但是續航能力有一定的缺陷，電力巡檢、防險救災、軍事應用等對無人機續航能力需求較高的場合就不太適用了，因此，燃油驅動變成了航空發動機的首選。

考慮到航空活塞式發動機選擇以重油為燃料，如果重油的噴射霧化效果不好，會導致難啟動，燃燒效率低，燃燒穩定性差，排放超標，動力性不足等問題。

綜上所訴，燃料的噴射霧化效果是影響發動機性能的關鍵因素，良好的燃料物化效果可以保障發動機實現一個極佳的工況。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種模擬高原環境對航空活塞發動機噴霧特性影響的裝置和方法，用以觀察以重油為燃料的航空活塞式發動機的燃料霧化效果，使我們在試驗臺上便能模擬高空噴霧，并可通過高速攝像機對其進行拍攝，觀察其噴霧情況。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：

模擬高原環境對航空活塞發動機噴霧特性影響的裝置，包括由熱交換器圍合成的封閉的壓力溫度調節室、設于壓力溫度調節室外部并與該壓力溫度調節室連通的真空泵、設于壓力溫度調節室內的氣缸、與氣缸配套使用的活塞和用于向氣缸內噴油的噴油系統；所述活塞和噴油系統也設于壓力溫度調節室內；所述氣缸通過進氣管和排氣管與所述壓力溫度調節室連通；所述氣缸是可透光的；所述活塞遠離氣缸的端部連接有可推動活塞運動的活塞驅動裝置；所述壓力溫度調節室內還設有用于拍攝氣缸內燃油噴射情況的攝像系統。

作為上述方案的進一步技術方案，所述噴油系統包括依次連通的油箱、油泵和噴油器，所述噴油器的噴油口伸入所述氣缸內。

作為上述方案的進一步技術方案，所述活塞驅動裝置包括預緊彈簧和固定于所述壓力溫度調節室內的固定塊，所述預緊彈簧的兩端分別與所述活塞和所述固定塊連接；所述活塞驅動裝置還包括用于固定活塞及預緊彈簧的限位塊。

作為上述方案的進一步技術方案，所述攝像系統包括高速攝像機和激光系統；所述高速攝像機的攝像頭對準所述氣缸內的燃燒室；所述激光系統包括依次設置的Xecl準分子激光器、第一反光鏡、第二反光鏡、擴束鏡、準直鏡、壓縮鏡和分光鏡；所述氣缸設于壓縮鏡和分光鏡之間；所述Xecl準分子激光器發射的激光依次經第一反光鏡、第二反光鏡、擴束鏡、準直鏡和壓縮鏡后射入所述氣缸內，之后從氣缸內射出的激光經分光鏡射入所述高速攝像機的攝像頭。