一種用于定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)的裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域的一種用于定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)的裝置，包括噴嘴底座、燃燒室模型支架和燃燒室模型；所述燃燒室模型支架包括第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌、第四導(dǎo)軌和燃燒室模型座；所述第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌的上端分別與噴嘴底座可拆卸連接；所述第一導(dǎo)軌的下端通過第一螺栓與第三導(dǎo)軌可拆卸連接，第一螺栓可在第一通槽和第三通槽內(nèi)移動(dòng)；所述第二導(dǎo)軌的下端與第三導(dǎo)軌的另一端通過第二螺栓可拆卸連接，第二螺栓可在第二通槽內(nèi)移動(dòng)；所述燃燒室模型安裝在燃燒室模型座上，燃燒室模型座與第四導(dǎo)軌可移動(dòng)連接，第四導(dǎo)軌與第三導(dǎo)軌可移動(dòng)連接。本發(fā)明可自由調(diào)整燃燒室模型的位置，同時(shí)不影響紋影、PLIF等光學(xué)實(shí)驗(yàn)的光路。
【專利說明】
一種用于定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域，具體涉及一種用于定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著燃料矛盾的日益突出和汽車排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，天然氣作為一種清潔替代燃料，日益受到研究者們的重視。柴油引燃缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)由于采用高壓直噴技術(shù)，它的工作原理是壓縮行程接近終了時(shí)，先向氣缸中噴微量的柴油，使其自燃提高氣缸內(nèi)的溫度和壓力從而形成點(diǎn)火源，然后再用高壓向氣缸中直接噴入天然氣，被柴油引燃的天然氣燃燒做功。這種形式的發(fā)動(dòng)機(jī)可以保持原有柴油機(jī)的高效率和低速扭矩，得到較大的平均有效壓力，同時(shí)降低NOx和顆粒物排放。天然氣作為主要燃料，其噴射及混合規(guī)律直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒和放熱過程，對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能以及排放有著重要影響。作為一種的新的燃燒形式，油氣同軸噴射的噴射特性，油氣參數(shù)對(duì)燃燒性能的影響尚不明確，需要通過開展大量實(shí)驗(yàn)研究獲得其噴射及燃燒特性。紋影、PLIF等可視化研究方法在天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研究中具有廣泛的應(yīng)用。此類研究方法需要光路通過目標(biāo)區(qū)域，利用高速相機(jī)拍攝下來，獲得圖片等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在利用紋影法研究天然氣射流撞擊燃燒室模型的實(shí)驗(yàn)中，燃燒室模型需要在不影響光路的前提下固定在天然氣噴嘴下方，并可以實(shí)現(xiàn)多自由度準(zhǔn)確調(diào)節(jié)的功能，以滿足實(shí)驗(yàn)研究需要。另一方面，燃燒室模型安裝在定容彈內(nèi)，需要空間尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便的燃燒室模型支架。目前沒有滿足上述要求的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問題提供一種用于定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)的裝置，通過設(shè)計(jì)一種有多個(gè)自由度的燃燒室模型支架，可以實(shí)現(xiàn)燃燒室模型的靈活調(diào)節(jié)，同時(shí)該裝置不影響紋影、PLIF等可視化實(shí)驗(yàn)的光路，并可以安裝在定容彈內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，成本低。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種用于定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)的裝置，包括噴嘴底座、燃燒室模型支架和燃燒室模型；
[0005]所述噴嘴底座為圓臺(tái)型結(jié)構(gòu)，所述噴嘴底座底部的外圍部分開有第一螺紋孔和第二螺紋孔；
[0006]所述燃燒室模型支架包括第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌和燃燒室模型座;第一導(dǎo)軌上設(shè)有第一通槽，第二導(dǎo)軌設(shè)有第二通槽，第三導(dǎo)軌上設(shè)有第三通槽；
[0007]所述第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌的上端分別與噴嘴底座可拆卸連接;所述第一導(dǎo)軌的下端通過第一螺栓與第三導(dǎo)軌可拆卸連接，第一螺栓可在第一通槽和第三通槽內(nèi)移動(dòng);所述第二導(dǎo)軌的下端與第三導(dǎo)軌的另一端通過第二螺栓可拆卸連接，第二螺栓可在第二通槽內(nèi)移動(dòng)；
[0008]所述燃燒室模型座的上面設(shè)有凹槽，所述燃燒室模型安裝在凹槽上，燃燒室模型座的下面與第三導(dǎo)軌可移動(dòng)連接。
[0009]上述方案中，所述燃燒室模型支架還包括第四導(dǎo)軌；所述燃燒室模型座的下面通過第四導(dǎo)軌與第三導(dǎo)軌可移動(dòng)連接；
[0010]所述第四導(dǎo)軌為L(zhǎng)型;所述第四導(dǎo)軌的一端上設(shè)有第四通槽;所述燃燒室模型座通過第三螺栓與第四導(dǎo)軌連接，所述第三螺栓可在第四通槽內(nèi)移動(dòng);第四導(dǎo)軌的另一端通過第四螺栓與所述第三導(dǎo)軌可拆卸連接，第四螺栓可在第三通槽內(nèi)移動(dòng)。
[0011]上述方案中，還包括第一L型連接件，所述第一L型連接件的一端與噴嘴底座通過第五螺栓連接，另一端通過第六螺栓與第一導(dǎo)軌的上端連接。
[0012]上述方案中，還包括第二L型連接件，所述第二L型連接件的一端與噴嘴底座通過第七螺栓連接，另一端通過第八螺栓與第二導(dǎo)軌的上端連接。
[0013]上述方案中，所述第一螺紋孔和第二螺紋孔位于所述噴嘴底座外圍的中部、且相互對(duì)稱。
[0014]上述方案中，所述第一螺紋孔和第二螺紋孔均為階梯孔。
[0015]上述方案中，所述第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌、第四導(dǎo)軌和燃燒室模型座均為不銹鋼薄片制成。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸較小、可以安裝在定容彈內(nèi)部的燃燒室模型支架，且安裝固定在噴嘴底座下部，主要部件設(shè)計(jì)在燃燒室模型兩側(cè)與下方，不影響紋影、PLIF等實(shí)驗(yàn)的光路;燃燒室模型座與第四導(dǎo)軌通過第三螺栓連接，第三螺栓可在第四導(dǎo)軌的槽內(nèi)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)燃燒室模型座前后調(diào)節(jié)、旋轉(zhuǎn);第四導(dǎo)軌與第三導(dǎo)軌通過第四螺栓連接，第四螺栓在第三導(dǎo)軌的槽內(nèi)移動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)燃燒室模型水平方向的調(diào)節(jié);第三導(dǎo)軌與第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌分別通過第一螺栓、第二螺栓連接，第一螺栓在第一導(dǎo)軌的槽內(nèi)移動(dòng)、第二螺栓在第二導(dǎo)軌的槽內(nèi)移動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)燃燒室模型的高度或者角度的自由調(diào)節(jié);第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌分別通過第一 L型連接件和第二 L型連接件與噴嘴底座連接，可以通過第二導(dǎo)軌相對(duì)第二 L型連接件的旋轉(zhuǎn)，可以靈活調(diào)整實(shí)驗(yàn)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)燃燒室模型更高自由度的調(diào)節(jié);通過更換燃燒室模型座，可以實(shí)現(xiàn)不同形狀燃燒室模型的固定，操作靈活，成本低。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明一實(shí)施方式的噴嘴底座仰視圖；
[0019]圖3為本發(fā)明一實(shí)施方式的噴嘴底座剖視圖；
[0020]圖4為本發(fā)明一實(shí)施方式的燃燒室模型座示意圖。
[0021]圖中:1、第一導(dǎo)軌;2、第二導(dǎo)軌;3、第三導(dǎo)軌;4、第四導(dǎo)軌;5、燃燒室模型座;6、噴嘴底座；7、第一通槽;8、第二通槽;9、第三通槽；1、第四通槽；11、燃燒室模型；12、第一螺栓；13、第二螺栓；14、凹槽；15、第三螺栓；16、第四螺栓；17、第一L型連接件；18、第五螺栓；19、第六螺栓;20、第二L型連接件;21、第七螺栓;22、第八螺栓;23、第一螺紋孔;24、第二螺紋孔;25、噴嘴孔。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0023]本發(fā)明裝置安裝于定容彈內(nèi)使用，可用于噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)。圖1所示為所述用于定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)裝置的一種實(shí)施方式，所述定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)裝置包括噴嘴底座6、燃燒室模型支架和燃燒室模型11。
[0024]圖2和圖3所示，所述噴嘴底座6為圓臺(tái)型結(jié)構(gòu)，底部開有噴嘴孔25，噴嘴孔25用于噴嘴的安裝，底部的外圍還開有第一螺紋孔23和第二螺紋孔24，所述第一螺紋孔23和第二螺紋孔24相互對(duì)稱。所述燃燒室模型支架包括由不銹鋼薄片制成的長(zhǎng)方形第一導(dǎo)軌1、第二導(dǎo)軌2和第三導(dǎo)軌3以及L型的第四導(dǎo)軌4和燃燒室模型座5。
[0025]第一導(dǎo)軌I上設(shè)有第一通槽7，第二導(dǎo)軌2設(shè)有第二通槽8，第三導(dǎo)軌3上設(shè)有第三通槽9。所述第一導(dǎo)軌I和第二導(dǎo)軌2的上端分別與噴嘴底座6可拆卸連接;所述第一導(dǎo)軌I的下端通過第一螺栓12與第三導(dǎo)軌3可拆卸連接，第一螺栓12可在第一通槽7和第三通槽9內(nèi)移動(dòng);所述第二導(dǎo)軌2的下端與第三導(dǎo)軌3的另一端通過第二螺栓13可拆卸連接，第二螺栓13可在第二通槽8內(nèi)移動(dòng)。如果需要調(diào)整燃燒室模型11的高度或者角度的調(diào)節(jié)，將第一螺栓12和第二螺栓13松開，第一螺栓12在第一通槽7內(nèi)移動(dòng)，第二螺栓13在第二通槽8內(nèi)移動(dòng)，到合適位置后擰緊第一螺栓12和第二螺栓13即可實(shí)現(xiàn)燃燒室模型11的高度或者角度的自由調(diào)
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[0026]圖4所示，所述燃燒室模型座5的上面主體部分設(shè)有凹槽14，所述燃燒室模型11安裝在燃燒室模型座5的凹槽14上，燃燒室模型座5的下面通過第四導(dǎo)軌4與第三導(dǎo)軌3可移動(dòng)連接。
[0027]優(yōu)選的，所述第四導(dǎo)軌4為L(zhǎng)型，第四導(dǎo)軌4的一端設(shè)有第四通槽10，燃燒室模型座5的一端開有孔通過第三螺栓15與第四導(dǎo)軌4開有第四通槽10的一端可拆卸連接，第三螺栓15可在第四通槽10內(nèi)移動(dòng)。如果需要調(diào)整燃燒室模型11的前后位置，將第三螺栓15松開后在第四通槽10內(nèi)移動(dòng)，到合適位置后擰緊第三螺栓15，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整燃燒室模型11的前后位置調(diào)整和旋轉(zhuǎn)。通過更換燃燒室模型座5，可以實(shí)現(xiàn)不同形狀燃燒室模型11的固定，操作靈活，成本低。第四導(dǎo)軌4的另一端通過第四螺栓16與所述第三導(dǎo)軌3可拆卸連接，第四螺栓16可在第三通槽9內(nèi)移動(dòng)。如果需要調(diào)整燃燒室模型11的水平位置，將第四螺栓16松開后在第三通槽9內(nèi)移動(dòng)，到合適位置后擰緊第四螺栓16，可以實(shí)現(xiàn)燃燒室模型11水平方向的調(diào)
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[0028]優(yōu)選的，所述第一導(dǎo)軌I的上端通過第一L型連接件17與噴嘴底座6可拆卸連接:所述第一 L型連接件17的一端與噴嘴底座6通過第五螺栓18連接，另一端通過第六螺栓19與第一導(dǎo)軌I的上端連接。優(yōu)選的，所述第二導(dǎo)軌2的上端通過第二 L型連接件20與噴嘴底座6可拆卸連接:所述第二L型連接件20的一端與噴嘴底座6通過第七螺栓21連接，另一端通過第八螺栓22與第二導(dǎo)軌2的上端連接。第一導(dǎo)軌I和第二導(dǎo)軌2分別通過第一 L型連接件17和第二 L型連接件20與噴嘴底座6連接，通過第一導(dǎo)軌I相對(duì)第一 L型連接件17的旋轉(zhuǎn)或者通過第二導(dǎo)軌2相對(duì)第二 L型連接件20的旋轉(zhuǎn)，可以靈活調(diào)整實(shí)驗(yàn)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)燃燒室模型更高自由度的調(diào)節(jié)。
[0029]優(yōu)選的，所述第一螺紋孔23和第二螺紋孔24均為階梯孔，便于第一L型連接件17和第二 L型連接件20的安裝。
[0030]定容彈為封閉圓柱體，在圓柱面上成90°角開有四個(gè)視窗，圓柱下底面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只有噴嘴底座6的圓柱上底面便于安裝所述燃燒室模型支架，燃燒室模型支架主要部件設(shè)計(jì)在燃燒室模型兩側(cè)與下方，不影響紋影、PLIF等實(shí)驗(yàn)的光路，而且將燃燒室模型支架安裝在噴嘴底座6上有利于燃燒室模型支架與噴嘴之間的精確定位。將燃燒室模型支架安裝噴嘴底座6上并置于定容彈內(nèi)，只能通過上述直徑為140mm的視窗。所以，由于尺寸限制，安裝不方便，不宜使用復(fù)雜結(jié)構(gòu)，所示支架尺寸必須足夠小，結(jié)構(gòu)緊湊。在一種實(shí)施方式中，所述第一導(dǎo)軌I和第二導(dǎo)軌2的長(zhǎng)度為100mm，寬度為15mm，厚度為3mm;第三軌道3的長(zhǎng)度為147_，寬度為15mm，厚度為3_。本實(shí)驗(yàn)為可視化光學(xué)實(shí)驗(yàn)，氣體從噴嘴底座6的噴孔25噴出的噴射實(shí)驗(yàn)過程由高速相機(jī)記錄，由噴嘴底座6，燃燒室模型支架所包圍的區(qū)域?yàn)閷?shí)驗(yàn)區(qū)域，也是高速相機(jī)視窗，在此區(qū)域內(nèi)，由于該裝置的結(jié)構(gòu)緊湊，安裝位置合理，沒有任何結(jié)構(gòu)遮擋光路，使得實(shí)驗(yàn)可正常進(jìn)行。
[0031]本發(fā)明通過設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸較小、可以安裝在定容彈內(nèi)部緊湊的燃燒室模型支架，可自由調(diào)整燃燒室模型11的位置，從而改變噴射高度，噴射角度，撞擊點(diǎn)等參數(shù)，同時(shí)不影響紋影、PLIF等光學(xué)實(shí)驗(yàn)的光路，并且可以安裝在定容彈內(nèi)部。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)，在不影響實(shí)驗(yàn)光路的前提下，在定容彈內(nèi)部靈活調(diào)節(jié)燃燒室模型位置，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便。
[0032]應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個(gè)實(shí)施例描述的，但并非每個(gè)實(shí)施例僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
[0033]上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施例或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)的裝置，其特征在于，包括噴嘴底座(6)、燃燒室模型支架和燃燒室模型(11); 所述噴嘴底座(6)為圓臺(tái)型結(jié)構(gòu)，所述噴嘴底座(6)底部的外圍部分開有第一螺紋孔(23)和第二螺紋孔(24); 所述燃燒室模型支架包括第一導(dǎo)軌(I)、第二導(dǎo)軌(2)、第三導(dǎo)軌(3)和燃燒室模型座(5);第一導(dǎo)軌(I)上設(shè)有第一通槽(7)，第二導(dǎo)軌(2)設(shè)有第二通槽(8)，第三導(dǎo)軌(3)上設(shè)有第三通槽(9); 所述第一導(dǎo)軌(I)和第二導(dǎo)軌(2)的上端分別與噴嘴底座(6)可拆卸連接;所述第一導(dǎo)軌(I)的下端通過第一螺栓(12)與第三導(dǎo)軌(3)可拆卸連接，第一螺栓(12)可在第一通槽(7)和第三通槽(9)內(nèi)移動(dòng);所述第二導(dǎo)軌(2)的下端與第三導(dǎo)軌(3)的另一端通過第二螺栓(13)可拆卸連接，第二螺栓(13)可在第二通槽(8)內(nèi)移動(dòng)； 所述燃燒室模型座(5)的上面設(shè)有凹槽(14)，所述燃燒室模型(11)安裝在凹槽(14)上，燃燒室模型座(5)的下面與第三導(dǎo)軌(3)可移動(dòng)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)的裝置，其特征在于，所述燃燒室模型支架還包括第四導(dǎo)軌(4);所述燃燒室模型座(5)的下面通過第四導(dǎo)軌(4)與第三導(dǎo)軌(3)可移動(dòng)連接； 所述第四導(dǎo)軌(4)為L(zhǎng)型;所述第四導(dǎo)軌(4)的一端上設(shè)有第四通槽(10);所述燃燒室模型座(5)通過第三螺栓(15)與第四導(dǎo)軌(4)連接，所述第三螺栓(15)可在第四通槽(10)內(nèi)移動(dòng)；第四導(dǎo)軌(4)的另一端通過第四螺栓(16)與所述第三導(dǎo)軌(3)可拆卸連接，第四螺栓(16)可在第三通槽(9)內(nèi)移動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)的裝置，其特征在于，還包括第一 L型連接件(17)，所述第一 L型連接件(17)的一端與噴嘴底座(6)通過第五螺栓(18)連接，另一端通過第六螺栓(19)與第一導(dǎo)軌(I)的上端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)的裝置，其特征在于，還包括第二L型連接件(20)，所述第二L型連接件(20)的一端與噴嘴底座(6)通過第七螺栓(21)連接，另一端通過第八螺栓(22)與第二導(dǎo)軌(2)的上端連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)的裝置，其特征在于，所述第一螺紋孔(23)和第二螺紋孔(24)位于所述噴嘴底座(6)外圍的中部、且相互對(duì)稱。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)的裝置，其特征在于，所述第一螺紋孔(23)和第二螺紋孔(24)均為階梯孔。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于定容彈內(nèi)噴霧撞壁燃燒實(shí)驗(yàn)的裝置，其特征在于，所述第一導(dǎo)軌(I)、第二導(dǎo)軌(2)、第三導(dǎo)軌(3)、第四導(dǎo)軌(4)和燃燒室模型座(5)均為不銹鋼薄片制成。
【文檔編號(hào)】G01M15/02GK105841968SQ201610267941
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】邵長(zhǎng)勝, 王謙, 何志霞
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)