本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于發(fā)動機(jī)均質(zhì)燃燒過程實驗研究裝置。

背景技術(shù)：

為了提高可燃混合氣的燃燒效率，燃料的燃燒方式更傾向于多點同時燃燒的均質(zhì)壓燃方式，但是現(xiàn)今均質(zhì)壓燃的實現(xiàn)方式不足，對于壓燃所能達(dá)到的最大爆發(fā)壓力等數(shù)據(jù)的研究不足，而目前適用于發(fā)動機(jī)燃燒過程的實驗裝置的設(shè)計也缺乏突破性的創(chuàng)新。

目前現(xiàn)有的空氣壓縮裝置都僅僅關(guān)注于空氣壓縮裝置的內(nèi)部細(xì)節(jié)特征，缺少宏觀性和過程細(xì)節(jié)，因此各種空氣壓縮裝置的應(yīng)用范圍不廣泛。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述不足，本發(fā)明提供一種發(fā)動機(jī)燃燒過程實驗研究裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述采用的技術(shù)方案如下：一種發(fā)動機(jī)燃燒過程實驗研究裝置，包括支撐架、重物平臺、驅(qū)動裝置、氣缸；所述支撐架上部鉸接有第一滑輪，所述重物平臺滑動設(shè)置在支撐架上，所述重物平臺通過繩索與驅(qū)動裝置相連，繩索繞過第一滑輪，所述氣缸安裝在支撐架下部，氣缸的缸體上開有進(jìn)氣口和排氣口，進(jìn)氣口和排氣口上均安裝有閥門。

進(jìn)一步的，所述第一滑輪、重物平臺以及氣缸布置在一條直線上。

進(jìn)一步的，所述氣缸包括缸體、活塞桿，活塞桿滑動置于氣缸內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)氣口上的閥門為單向閥門；所述排氣口開設(shè)在氣缸的底部壁面上；氣缸底面設(shè)有螺紋孔，用于安裝壓力傳感器、溫度傳感器或火花塞。

進(jìn)一步的，所述支撐架包括依次固定組裝的頂座、承重梁和底座，第一滑輪鉸接在頂座上，重物平臺滑動設(shè)置在承重梁上，氣缸安裝在底座上。

進(jìn)一步的，所述重物平臺包括重物和保護(hù)架，重物固定在保護(hù)架上，保護(hù)架滑動設(shè)置在承重梁上。

進(jìn)一步的，所述保護(hù)架的四周鉸接有第二滑輪，所述第二滑輪與承重梁的側(cè)壁抵接。

進(jìn)一步的，所述承重梁和保護(hù)架上開有對應(yīng)的定位孔。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動裝置包括電機(jī)和轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器用于測量電機(jī)斷電反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。

本發(fā)明的有益效果如下：為此，我們設(shè)計出了一種發(fā)動機(jī)燃燒過程實驗研究裝置，本發(fā)明適用于發(fā)動機(jī)過程燃燒的實驗分析，尤其用于發(fā)動機(jī)的均質(zhì)燃燒的過程，重物通過自由落體的慣性和質(zhì)量來使活塞壓燃混合氣，圧縮過程迅速，壓力升高速度快；重物質(zhì)量和拉升高度可調(diào)，可以實現(xiàn)不同工作環(huán)境下的模擬研究，尋找最優(yōu)工況點；燃料種類不限，可以研究不同燃料的燃燒過程特性；缸體改進(jìn)空間很大，發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例的氣缸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例的重物平臺與承重梁的接觸方式示意圖；

圖中：支撐架1、重物平臺2、驅(qū)動裝置3、氣缸4、第一滑輪5、繩索6、進(jìn)氣口7、底部螺紋孔8、燃燒室9、排氣口10、頂座101、承重梁102、底座103、重物201、保護(hù)架202、缸體401、活塞桿402。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

如圖1-3所示，一種發(fā)動機(jī)燃燒過程實驗研究裝置，包括支撐架1、重物平臺2、驅(qū)動裝置3、氣缸4；所述支撐架1上部鉸接有第一滑輪5，用于拉升重物平臺；所述重物平臺2滑動設(shè)置在支撐架1上，所述重物平臺2通過繩索6與驅(qū)動裝置3相連，繩索6繞過第一滑輪5，所述氣缸4安裝在支撐架1下部，氣缸4的缸體上開有進(jìn)氣口7和排氣口10，進(jìn)氣口7和排氣口10上均安裝有閥門。

進(jìn)一步的，所述第一滑輪5、重物平臺2以及氣缸4布置在一條直線上。

進(jìn)一步的，所述氣缸4包括缸體401、活塞桿402，活塞桿402滑動設(shè)置在缸體401內(nèi)。氣缸4的缸體401上開有進(jìn)氣口7，進(jìn)氣口7位于活塞桿402的工作區(qū)域內(nèi)，作為燃料進(jìn)氣口，進(jìn)氣口7處安裝單向閥門可承受一定的壓力，從而防止在氣體燃料注入和燃燒膨脹的過程中出現(xiàn)漏氣。排氣口10設(shè)置在缸體401底部壁面上，通過閥門控制開閉，燃燒做功結(jié)束后開啟排氣口排氣。氣缸固定于支撐架底座上，用以承受較大的壓力而不發(fā)生較大的偏移。

活塞桿402用以承受重物平臺的沖擊，沖擊力由活塞桿402傳遞到其上的上活塞上。氣缸底部設(shè)有螺紋孔8，用于安裝液壓式壓力傳感器、溫度傳感器、火花塞等裝置測量燃燒數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，所述支撐架1包括依次固定組裝的頂座101、承重梁102和底座103，第一滑輪5鉸接在頂座101上，重物平臺2滑動設(shè)置在承重梁102上，四根承重梁102同時作為導(dǎo)軌，用于引導(dǎo)重物平臺2的拉升與下落，同時將重物平臺2包于內(nèi)部；氣缸4安裝在底座103上，可以承受較大的沖擊和爆發(fā)壓力。

進(jìn)一步的，所述重物平臺2包括重物201和保護(hù)架202，重物201固定在保護(hù)架202上，保護(hù)架202滑動設(shè)置在承重梁102上，保護(hù)架202便于在重物201砸向第一活塞桿402時保護(hù)實驗者。所述保護(hù)架202的四周鉸接有第二滑輪203，所述第二滑輪203與承重梁102的側(cè)壁抵接，從而減小保護(hù)架202與承重梁102之間的摩擦。所述承重梁102和保護(hù)架102上開有對應(yīng)的定位孔，保護(hù)架102在承重梁102上拉升高度可調(diào)，通過定位孔定位，便于實現(xiàn)多種沖擊力的調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動裝置3包括電機(jī)和轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器用于測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

電機(jī)有三種工作模式：上拉狀態(tài)、常電保持狀態(tài)和斷電撤掉力矩狀態(tài)；電機(jī)通電，通過將繩索6卷起，拉動重物平臺2向上運動；到達(dá)指定高度后斷電，重物平臺2受重力自由落體，此時電機(jī)通過繩索6被重物平臺2帶動反轉(zhuǎn)，斷電后電機(jī)沒有反向力矩；當(dāng)重物平臺2降低到第一活塞桿402向下運動到下止點時，氣缸內(nèi)混合氣燃燒。

轉(zhuǎn)速傳感器采集轉(zhuǎn)速信號包括重物下落通過繩索帶動電機(jī)的實時轉(zhuǎn)速采集。在重物觸及活塞桿之前，轉(zhuǎn)速信號的一階微分為常數(shù)，將此時記為信號段1；重物砸向活塞桿后，轉(zhuǎn)速傳感器信號會經(jīng)過一階微分減小、小于零、直至轉(zhuǎn)速信號為零的變化狀態(tài)，此時轉(zhuǎn)速信號為信號段2；通過積分可以求得重物拉升高度、活塞行程等數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的工作過程包括如下步驟：

1、重物201與保護(hù)架202被電機(jī)拉升至固定位置，電機(jī)常電保持，使重物201與保護(hù)架202維持一定高度，并將承重梁102中的定位孔出插入螺栓，防止電機(jī)斷電墜落；

2、將可燃?xì)馔ㄟ^進(jìn)氣孔7處的閥門注入氣缸燃燒室9內(nèi)；

3、將承重梁102中的保護(hù)螺栓拔出，電機(jī)從常電保持切換為上拉狀態(tài)，使重物201與保護(hù)架202繼續(xù)向上運動；

4、當(dāng)?shù)竭_(dá)一定高度時電機(jī)斷電，斷電后電機(jī)不產(chǎn)生任何扭矩，重物201與保護(hù)架202自由落體，砸向第一活塞桿402；

5、第一活塞桿402承受沖擊通過活塞桿傳遞給上活塞，燃燒室9減小，上活塞向下運動掃過進(jìn)氣孔7，形成可燃?xì)獾拿荛]燃燒室；

6、第一活塞桿402向下運動，燃燒室壓力溫度迅速增加至可燃區(qū)域，燃燒室9內(nèi)可燃混合氣在下止點附近被壓燃，此時氣體推動第一活塞桿402將力傳遞給重物201與保護(hù)架202，重物201與保護(hù)架202向上運動；

7、在可燃?xì)怏w燃燒膨脹做功的過程中，將重物201與保護(hù)架202向上推起至最高點靜止，完成整個工作過程。

此過程的重物201和保護(hù)架202固定在一起，功能不同，且拉升高度可調(diào)，可以模擬不同沖擊力下的可燃?xì)怏w燃燒情況，燃燒的最大爆發(fā)壓力或溫度等數(shù)據(jù)通過氣缸底部安裝的(溫度或壓力)傳感器來測出，實時數(shù)據(jù)可以檢測出整個工作過程的壓力變化，實現(xiàn)壓力采集。