本發(fā)明涉及柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地說，是一種在比例放大透明噴嘴內(nèi)部可視化空泡流氣蝕同步試驗(yàn)裝置。

技術(shù)背景

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在噴嘴內(nèi)部產(chǎn)生的空化能促進(jìn)燃油的霧化效果，從而提高燃油的利用率和減少污染物的排放，但空化也容易導(dǎo)致噴嘴的氣蝕磨損，影響到燃油的霧化效果，甚至空蝕會(huì)促使噴嘴微裂紋擴(kuò)展，造成噴嘴的直接失效。因此，噴嘴內(nèi)空化流動(dòng)的特性研究一直是國(guó)內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題之一。

但是尚未有裝置能夠滿足空化空蝕同步可視化試驗(yàn)研究，目前噴嘴內(nèi)部空化以及空蝕現(xiàn)象的研究仍處于分開階段，先利用透明噴嘴進(jìn)行噴嘴內(nèi)部空化流動(dòng)的可視化監(jiān)測(cè)研究，接著在相同的試驗(yàn)條件下利用特殊金屬材料噴嘴進(jìn)行空蝕現(xiàn)象的檢測(cè)研究，這樣的研究方式無法同時(shí)得到空化空蝕的特性，而且會(huì)對(duì)后期處理的試驗(yàn)結(jié)果帶來一定的誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種空化空蝕耦合研究的同步可視化試驗(yàn)裝置。

為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種可視化空泡流氣蝕同步試驗(yàn)裝置，包括入口節(jié)流閥，輸油管道，鎖緊螺栓，滑移導(dǎo)軌，重力壓緊蓋板，環(huán)形視窗，流芯體，底座，出油管道，背壓腔節(jié)流閥，背壓油腔，出口節(jié)流閥和出口油管。

所述滑移導(dǎo)軌一端固定在底座上，另一端通過鎖緊螺栓與重力壓緊蓋板左端固定連接；所述重力壓緊蓋板上端與輸油管道焊接為一體，下端與環(huán)形視窗上端緊密配合；所述安裝于輸油管道的右側(cè)安裝有入口節(jié)流閥；所述環(huán)形視窗下端與流芯體上端緊密配合；所述流芯體下端與底座上端緊密配合；底座下部設(shè)有出油管道，出油管道與流芯體、環(huán)形視窗均連通；出油管道的另一端連接有背壓油腔，出油管道和背壓油腔之間安裝有背壓腔節(jié)流閥；

背壓油腔上還設(shè)有出口油管，出口油管上設(shè)有出口節(jié)流閥。

所述重力壓緊蓋板為圓柱形凸臺(tái)，與環(huán)形視窗配合的一端開圓柱凹槽，凹槽內(nèi)徑與環(huán)形視窗內(nèi)徑相等，并與輸油管道相貫通。

所述環(huán)形視窗為采用丙烯酸塑料的透明圓柱體，中心位置開大口徑管道；所述環(huán)形視窗上端開凹槽，凹槽內(nèi)徑與重力壓緊蓋板下端凸出部分圓柱體的外徑相等。

所述流芯體為由鋁鎂合金材料制成的可替換的實(shí)驗(yàn)試樣，根據(jù)實(shí)驗(yàn)工況的需求，可對(duì)流體芯凸出部分的形狀，粗糙度，漸縮或漸擴(kuò)等進(jìn)行設(shè)計(jì)；流芯體下端為外徑與環(huán)形視窗外徑相等的圓柱體，上端為圓柱狀基體，外徑與環(huán)形視窗內(nèi)徑相等，基體周壁具有一平直部，基體周壁由沿其周向首尾相接的平直部和圓弧部組成。

所述流芯體下端圓柱體內(nèi)部的月牙形通孔大小形狀與流芯體流道相同，并與流芯體流道相貫通。

所述底座為圓柱體，上端開凹槽使之與流芯體下端完全貼合；所述底座內(nèi)部開月牙形孔道，大小形狀與流芯體流道相同，并與出油管道相貫通。

所述滑移導(dǎo)軌一端通過螺紋工藝固定在底座左側(cè)中間位置；所述滑移導(dǎo)軌可使重力壓緊蓋板上下移動(dòng)，調(diào)節(jié)位置。

所述背壓腔節(jié)流閥具有阻尼效應(yīng)，可以控制流量，保持穩(wěn)定；所述出口油管安裝在接近于背壓腔節(jié)流閥的背壓油腔上，通過安裝在出口油管上的出口節(jié)流閥以及背壓油腔共同作用調(diào)節(jié)背壓。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)可同步進(jìn)行空化空蝕的可視化研究，提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性；

(2)只需要更換流芯，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度并且降低了成本；

(3)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，安裝方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的可視化空泡流氣蝕同步試驗(yàn)裝置的系統(tǒng)剖面圖；

圖2為本發(fā)明的可視化空泡流氣蝕同步試驗(yàn)裝置的示意圖；

附圖標(biāo)記說明：

1.入口節(jié)流閥2.輸油管道3.鎖緊螺栓4.滑移導(dǎo)軌5.重力壓緊蓋板6.環(huán)形視窗7.流芯體8.底座9.出油管道10.背壓腔節(jié)流閥11.背壓油腔12.出口節(jié)流閥13.出口油管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述：

圖1中，入口節(jié)流閥1安裝到輸油管道2上，輸油管道2與重力壓緊蓋板5焊接為一體，使其隨重力壓緊蓋板5的移動(dòng)而移動(dòng)。重力壓緊蓋板5的下端凸出部分與環(huán)形視窗6上端的凹槽完全緊密配合，流芯體7凸出部分右側(cè)圓柱面與環(huán)形視窗6內(nèi)通道右側(cè)表面完全緊密貼合，環(huán)形視窗6的下端表面與流芯體7上端非凸出部分的表面完全緊密配合，流芯體7下端表面與底座8上端凹槽表面完全緊密配合，流芯體7可根據(jù)不同的試驗(yàn)需求進(jìn)行更換，在進(jìn)行零部件配合時(shí)，確保流道貫通以及零部件右側(cè)都處于一條垂直線上，達(dá)到試驗(yàn)裝置穩(wěn)定的效果。底座8保持固定，滑移軌道4通過螺紋工藝固定在底座8左側(cè)中間部分，重力壓緊蓋板5與滑移軌道4相連接，并且可隨著滑移軌道4上下移動(dòng)，向下壓重力壓緊蓋板5至無法下壓時(shí)，使用鎖緊螺栓3將重力壓緊蓋板5與滑移導(dǎo)軌4鎖緊固定，此時(shí)可確保整個(gè)中間部分的試驗(yàn)裝置保持穩(wěn)定。

底座8與出油管道9，出口油管13焊接為一體，背壓腔節(jié)流閥10安裝在出油管道9與背壓油腔11之間上。出口油管13安裝于背壓腔節(jié)流閥10與背壓油腔11之間，并與背壓油腔11流道相連通，出油節(jié)流閥12安裝在出口油管13上，通過背壓油腔11和出油節(jié)流閥12共同作用調(diào)節(jié)背壓。

試驗(yàn)中，燃油經(jīng)過入口節(jié)流閥1調(diào)節(jié)噴射壓力后，通過輸油管道2，重力壓緊蓋板5內(nèi)部通道，環(huán)形視窗6內(nèi)部通道以及流芯體7流道，在處于壓差較大的情況下，流芯體7的平直部表面發(fā)生空化，可通過高速攝像機(jī)透過透明環(huán)形視窗6進(jìn)行拍攝觀察，接著燃油經(jīng)過底座8內(nèi)部通道，出油管道9，背壓腔節(jié)流閥10，背壓油腔11，出口油管12，出口節(jié)流閥13流出整個(gè)裝置。在試驗(yàn)過程中，可通過入口節(jié)流閥1調(diào)節(jié)噴射壓力，背壓腔節(jié)流閥10控制流量穩(wěn)定以及出口節(jié)流閥12和背壓油腔11共同作用調(diào)節(jié)背壓。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種可視化空泡流氣蝕同步試驗(yàn)裝置，旨在實(shí)現(xiàn)空化空蝕耦合的同步可視化試驗(yàn)研究，減小空化空蝕分開試驗(yàn)所帶來的誤差，提高噴嘴內(nèi)空化流動(dòng)以及空蝕研究的便利性和準(zhǔn)確性。該裝置主要包括：輸油管道，重力壓緊蓋板，滑移導(dǎo)軌，環(huán)形視窗，流芯體，底座，出油管道，背壓腔節(jié)流閥，背壓油腔以及出口節(jié)流閥等。其技術(shù)方案的要點(diǎn)是：重力壓緊蓋板與底座之間嵌有透明材料制成的環(huán)形視窗和鋁鎂合金材質(zhì)的流芯體，所述流芯體為可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求隨意替換的試驗(yàn)樣品。本發(fā)明的主要用途是同時(shí)進(jìn)行空化空蝕的可視化研究。

技術(shù)研發(fā)人員：何志霞;管偉;張亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.20
技術(shù)公布日：2017.07.25