一種快速壓縮定容燃燒機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種快速壓縮定容燃燒機構(gòu)，包括定容燃燒彈、吸氣缸、壓縮缸、活塞連桿機構(gòu)，定容燃燒彈的定容燃燒彈活塞與定容燃燒彈壓縮連桿相連，壓縮缸的壓縮缸活塞與壓縮缸連桿相連，吸氣缸活塞與吸氣缸連桿相連；定容燃燒彈壓縮連桿另一端通過一號鉸鏈與活塞連桿機構(gòu)的一號連接桿鉸接，一號連接桿末端鏈接二號鉸鏈，壓縮缸連桿和吸氣缸連桿通過二號鉸鏈相連，三號鉸鏈和二號鉸鏈通過二號連接桿相連，三號鉸鏈和試驗臺固定面鏈接。本實用新型能夠帶著活塞往復(fù)運動，模擬實際工況下進(jìn)氣、壓縮行程，使得燃燒彈內(nèi)氣體的擾流程度更接近實際工況。
【專利說明】
一種快速壓縮定容燃燒機構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及發(fā)動機實驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可以改變定容燃燒彈內(nèi)氣體擾流的快速壓縮定容燃燒機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]定容燃燒彈是一種用于發(fā)動機燃燒模擬的實驗裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，可以方便的改變熱力學(xué)參數(shù)(包括空燃比、溫度和壓力)、點火參數(shù)(點火位置、點火能量，單點火或雙點火選擇等)，從而研究不同參數(shù)對燃燒過程的影響。但是現(xiàn)有的定容燃燒彈內(nèi)氣體擾流程度遠(yuǎn)低于實際工況下壓縮上止點時發(fā)動機氣缸缸內(nèi)氣體的擾流程度，且燃燒彈內(nèi)氣體擾流程度也不方便調(diào)控。
[0003]目前在定容燃燒彈中產(chǎn)生擾流的方式主要有噴射式擾流燃燒裝置、風(fēng)扇式擾流燃燒裝置、孔板式擾流燃燒裝置、復(fù)雜式擾流燃燒裝置等。噴射式擾流裝置需要在定容燃燒壁上鑿出切向進(jìn)氣道，工藝難度大。風(fēng)扇式擾流裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，操作困難。以上所列舉的幾種擾流方式都是在定容燃燒彈內(nèi)部進(jìn)行改造，具有工藝?yán)щy，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制、操作難度大等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種快速壓縮定容燃燒機構(gòu)，其能夠帶著活塞往復(fù)運動，模擬實際工況下進(jìn)氣、壓縮行程，使得燃燒彈內(nèi)氣體的擾流程度更接近實際工況。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，結(jié)合附圖:
[0006]—種快速壓縮定容燃燒機構(gòu)，包括定容燃燒彈3、吸氣缸2、壓縮缸1、活塞連桿機構(gòu)，活塞連桿機構(gòu)包括定容燃燒彈壓縮連桿5、一號鉸鏈9、一號連接桿6、二號鉸鏈10、壓縮缸連桿18、吸氣缸連桿12、二號連接桿19和三號鉸鏈16;定容燃燒彈3的定容燃燒彈活塞20與定容燃燒彈壓縮連桿5通過燃燒彈活塞銷11相連，壓縮缸I的壓縮缸活塞22與壓縮缸連桿18通過壓縮缸活塞銷15相連，吸氣缸2的吸氣缸活塞21與吸氣缸連桿12通過吸氣缸活塞銷14相連;定容燃燒彈壓縮連桿5另一端通過一號鉸鏈9與活塞連桿機構(gòu)的一號連接桿6鉸接，一號連接桿6末端鏈接二號鉸鏈10，壓縮缸連桿18和吸氣缸連桿12通過二號鉸鏈10相連，三號鉸鏈16和二號鉸鏈10通過二號連接桿19相連，三號鉸鏈16和試驗臺固定面鏈接。通過吸氣缸的工作，由活塞連桿機構(gòu)拉著燃燒彈活塞向下吸氣，可以模擬實際工況發(fā)動機氣缸的進(jìn)氣，產(chǎn)生進(jìn)氣擾流。再通過壓縮缸I工作，由活塞連桿機構(gòu)推著燃燒彈連桿5及燃燒彈活塞20壓縮至上止點，形成定容燃燒室，能夠模擬實際工況發(fā)動機氣缸的壓縮行程，產(chǎn)生壓縮擾流。
[0007]所述的一種快速壓縮定容燃燒機構(gòu)，還包括齒輪調(diào)節(jié)機構(gòu)7和固定套筒4，定容燃燒彈3通過齒輪調(diào)節(jié)機構(gòu)7固定在三號鉸鏈16的正方且豎直放置，固定套筒4套接在定容燃燒彈壓縮連桿6上，固定套筒4放置在定容燃燒彈3缸體正下方且與定容燃燒彈3同軸。燃燒彈的活塞連桿5受到固定套筒4的限制，只能沿著固定套筒4的中心軸線運動，這樣可以約束機構(gòu)的自由度，使機構(gòu)運行穩(wěn)定，同時也能形成機械死點，使得燃燒彈活塞20固定在上止點，與汽缸蓋、汽缸壁形成定容燃燒彈的定容燃燒室。
[0008]所述的一種快速壓縮定容燃燒機構(gòu)，還包括位置傳感器，位置傳感器8安裝在定容燃燒彈壓縮連桿5的末端。
[0009]所述的一種快速壓縮定容燃燒機構(gòu)，其中，吸氣缸2內(nèi)設(shè)置有吸氣缸限位塊23，所述壓縮缸I內(nèi)設(shè)置有壓縮缸限位塊13。
[0010]所述的一種快速壓縮定容燃燒機構(gòu)，其中，壓縮缸I軸線、吸氣缸2軸線和定容燃燒彈3軸線在同一平面內(nèi)，當(dāng)定容燃燒彈活塞20在上止點時吸氣缸2水平布置在二號鉸鏈10的左側(cè)，且吸氣缸2軸線穿過二號鉸鏈10，壓縮缸I水平布置在右側(cè)與吸氣缸2平行。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0012]本實用新型避免在燃燒彈的內(nèi)部改造，工藝簡單、結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單。
[0013]本實用新型模擬了實際工況的進(jìn)氣、排氣行程，使得燃燒彈內(nèi)氣體的擾流程度更接近實際工況，使得后期的研究分析更精確。
[0014]本實用新型通過對壓縮缸和吸氣缸內(nèi)混合氣量的控制，可以方便調(diào)節(jié)燃燒彈內(nèi)氣體的擾流程度。
[0015]本實用新型在定容燃燒彈的外壁上安裝了齒輪調(diào)節(jié)機構(gòu)，使得燃燒彈缸體可以沿著中心軸線上下移動，方便改變其壓縮比，滿足不同燃料以及不同著火方式對壓縮比的要求。
【附圖說明】
[0016]圖1為快速壓縮定容燃燒機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0017]圖2為快速壓縮定容燃燒機構(gòu)工作原理圖。
[0018]圖3為快速壓縮定容燃燒機構(gòu)工作原理圖。
[0019]圖中:1-壓縮缸;2-吸氣缸;3-定容燃燒彈;4-固定套筒;5-定容燃燒彈壓縮連桿；6-—號連接桿;7-齒輪調(diào)節(jié)機構(gòu);8-位置傳感器;9-一號鉸鏈;10-二號鉸鏈;11-燃燒彈活塞銷；12-吸氣缸連桿;13-壓縮缸限位塊；14-吸氣缸活塞銷；15-壓縮缸活塞銷；16-三號鉸鏈；18-壓縮缸連桿；19-二號連接桿;20-定容燃燒彈活塞;21-吸氣缸活塞;22-壓縮缸活塞;23-吸氣缸限位塊;24-定容燃燒彈電磁進(jìn)氣門；25-定容燃燒彈火花塞和噴油器;26-定容燃燒彈電磁排氣門；27_壓縮缸電磁排氣門；28-壓縮缸火花塞和噴油器;29-壓縮缸電磁進(jìn)氣門；30-吸氣缸電磁排氣門；31-吸氣缸火花塞和噴油器;32-吸氣缸電磁進(jìn)氣門。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本實用新型的技術(shù)方案:
[0021]參閱圖1，本實用新型提供的快速壓縮定容燃燒機構(gòu)，三號鉸鏈16和試驗臺固定面鏈接，定容燃燒彈3通過齒輪調(diào)節(jié)機構(gòu)7固定在三號鉸鏈16的正方且豎直放置，在定容燃燒彈3缸體正下方處豎直放置固定套筒4且定容燃燒彈3與固定套筒4軸線重合，在豎直方向上三號鉸鏈16和二號鉸鏈10通過二號連接桿19相連，一號連接桿6兩端鏈接二號鉸鏈10和一號鉸鏈9，定容燃燒彈壓縮連桿5套穿過固定套筒4且定容燃燒彈壓縮連桿5—端通過一號鉸鏈9與一號連接桿6相連，定容燃燒彈壓縮連桿5另一端通過燃燒彈活塞銷11與燃燒彈活塞20相連。當(dāng)定容燃燒彈活塞20在上止點時吸氣缸2水平布置在二號鉸鏈10的左側(cè)，且吸氣缸2軸線穿過二號鉸鏈10，壓縮缸I水平布置在右側(cè)與吸氣缸2平行，但是壓縮缸I固定位置比吸氣缸2低15cm。且壓縮缸I軸線、吸氣缸2軸線和定容燃燒彈3軸線三條軸線在同一平面內(nèi)。壓縮缸連桿18和吸氣缸連桿12通過二號鉸鏈10相連，壓縮缸連桿18另一端通過壓縮缸活塞銷15與壓縮缸活塞22相連，吸氣缸連桿12另一端通過吸氣缸活塞銷14與吸氣缸活塞21相連。壓縮缸限位塊13安裝在壓縮缸I內(nèi)，距頂部2mm左右處。吸氣缸限位塊23安裝在吸氣缸2內(nèi)，距頂部2_左右處。位置傳感器8安裝在定容燃燒彈壓縮連桿5的末端。
[0022]本實用新型裝配時的技術(shù)要領(lǐng)為:
[0023]壓縮缸I與吸氣缸2安裝時軸線要平行，但是不在同一直線，壓縮缸I軸線比吸氣缸2軸線低，使得壓縮初始時壓縮缸連桿18與二號連接桿19之間夾角盡量小，避免壓縮時對二號連接桿19產(chǎn)生硬性沖擊，減小壽命。當(dāng)吸氣缸活塞21到達(dá)上止點時，燃燒彈活塞20也要在上止點，且壓縮缸活塞22剛好在下止點。此時一號連接桿6、二號連接桿連桿19、定容燃燒彈壓縮連桿5以及定容燃燒彈3缸體軸線在同一軸線，并在定容燃燒彈壓縮連桿5上套了固定套筒4，使得定容燃燒彈壓縮連桿5只能沿著固定套筒4軸線運動，以便壓縮終了時定容燃燒彈壓縮連桿5和一號連接桿6能夠形成死點。位置傳感器8安裝在定容燃燒彈壓縮連桿5的末端，能夠檢測到定容燃燒彈壓縮連桿5的具體位置。固定套筒4要安裝牢固，不能有任何方向上的移動，這樣可以保證機構(gòu)運行時定容燃燒彈壓縮連桿5運動的可靠性。當(dāng)壓縮缸活塞22在上止點時燃燒彈活塞20、吸氣缸活塞21在下止點，當(dāng)壓縮缸活塞22帶著壓縮缸連桿18下行時，推著定容燃燒彈壓縮連桿5、吸氣缸連桿12上行，且二號連接桿19繞著三號鉸鏈16逆時針運動。當(dāng)壓縮缸活塞22到達(dá)下止點時，定容燃燒彈活塞20、吸氣缸活塞21都同時到達(dá)上止點。
[0024]以下簡要介紹本實用新型的工作原理:
[0025]當(dāng)定容燃燒彈活塞20被壓縮到上止點時，定容燃燒彈活塞20、氣缸蓋和氣缸壁組成的封閉空間可視為定容燃燒彈定容燃燒室。首先打開壓縮缸1、吸氣缸2、定容燃燒彈3的進(jìn)氣門，向壓縮缸I內(nèi)充入空氣并達(dá)到設(shè)定壓力，同時也能確保吸氣缸活塞21和燃燒彈活塞20到達(dá)上止點和壓縮缸活塞22到達(dá)下止點，如圖2所示。關(guān)閉壓縮缸I的電磁進(jìn)氣門29，并向吸氣缸2內(nèi)充入空氣，直到壓力與壓縮缸I內(nèi)壓力相同時關(guān)閉吸氣缸2的電磁進(jìn)氣門32。對吸氣缸2進(jìn)行噴油并點火，吸氣缸內(nèi)活塞21推著吸氣缸連桿12、壓縮缸連桿18、定容燃燒彈壓縮連桿5、一號連接桿6運動，對壓縮缸I進(jìn)行壓縮和對定容燃燒彈3進(jìn)行快速吸氣，形成進(jìn)氣擾流，如圖3所示。當(dāng)位置傳感器8接收到定容燃燒彈壓縮連桿5到達(dá)下止點位置信號，通過電磁設(shè)備迅速關(guān)閉定容燃燒彈進(jìn)氣門24，并對壓縮缸I進(jìn)行噴油和點火，同時打開吸氣缸的電磁排氣門30減小壓縮阻力。壓縮缸活塞22帶著壓縮缸連桿18推著定容燃燒彈壓縮連桿5、一號連接桿6、吸氣缸連桿12對定容燃燒彈3進(jìn)行壓縮，當(dāng)位置傳感器8接收到定容燃燒彈壓縮連桿5向上運動信號時，當(dāng)位置傳感器8接收到定容燃燒彈壓縮連桿5到達(dá)上止點信號后，對定容燃燒彈3進(jìn)行噴油、點火。如果是研究柴油燃燒，則可以增大壓縮比，直接進(jìn)行高壓缸內(nèi)噴射壓燃。
【主權(quán)項】
1.一種快速壓縮定容燃燒機構(gòu)，其特征在于，包括定容燃燒彈(3)、吸氣缸(2)、壓縮缸(1)、活塞連桿機構(gòu)，活塞連桿機構(gòu)包括定容燃燒彈壓縮連桿(5)、一號鉸鏈(9)、一號連接桿(6)、二號鉸鏈(10)、壓縮缸連桿(18)、吸氣缸連桿(12)、二號連接桿(19)和三號鉸鏈(16);定容燃燒彈(3)的定容燃燒彈活塞(20)與定容燃燒彈壓縮連桿(5)通過燃燒彈活塞銷(11)相連，壓縮缸(I)的壓縮缸活塞(22)與壓縮缸連桿(18)通過壓縮缸活塞銷(15)相連，吸氣缸(2)的吸氣缸活塞(21)與吸氣缸連桿(12)通過吸氣缸活塞銷(14)相連;定容燃燒彈壓縮連桿(5)另一端通過一號鉸鏈(9)與活塞連桿機構(gòu)的一號連接桿(6)鉸接，一號連接桿(6)末端鏈接二號鉸鏈(1)，壓縮缸連桿(I8)和吸氣缸連桿(I2)通過二號鉸鏈(1)相連，三號鉸鏈(16)和二號鉸鏈(10)通過二號連接桿(19)相連，三號鉸鏈(16)和試驗臺固定面鏈接。2.如權(quán)利要求1所述的一種快速壓縮定容燃燒機構(gòu)，其特征在于，還包括齒輪調(diào)節(jié)機構(gòu)(7)和固定套筒(4)，定容燃燒彈(3)通過齒輪調(diào)節(jié)機構(gòu)(7)固定在三號鉸鏈(16)的正方且豎直放置，固定套筒(4)套接在定容燃燒彈壓縮連桿(5)上，固定套筒(4)放置在定容燃燒彈(3)缸體正下方且與定容燃燒彈(3)同軸。3.如權(quán)利要求1所述的一種快速壓縮定容燃燒機構(gòu)，其特征在于，還包括位置傳感器(8)，位置傳感器(8)安裝在定容燃燒彈壓縮連桿(5)的末端。4.如權(quán)利要求1所述的一種快速壓縮定容燃燒機構(gòu)，其特征在于，所述吸氣缸(2)內(nèi)設(shè)置有吸氣缸限位塊(23)，所述壓縮缸(I)內(nèi)設(shè)置有壓縮缸限位塊(13)。5.如權(quán)利要求1所述的一種快速壓縮定容燃燒機構(gòu)，其特征在于，所述壓縮缸(I)軸線、吸氣缸(2)軸線和定容燃燒彈(3)軸線在同一平面內(nèi)，當(dāng)定容燃燒彈活塞(20)在上止點時吸氣缸(2)水平布置在二號鉸鏈(10)的左側(cè)，且吸氣缸(2)軸線穿過二號鉸鏈(10)，壓縮缸(I)水平布置在右側(cè)與吸氣缸(2)平行。
【文檔編號】G01M15/04GK205426526SQ201620239539
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】朱昌吉, 姚磊, 劉宇, 曲大偉, 李君
【申請人】吉林大學(xué)