
技术摘要:
本发明公开了一种用于喷雾定容燃烧弹上的点火装置,包括定位套筒(4),由聚四氟乙烯制成的外六角螺栓头(2)以及起导电放电作用的钨针(1);其中,该外六角螺栓头(2)的一个端面上设有同轴布置的圆柱体,该圆柱体的周向为螺栓头螺纹部分(3),两根带有设定夹角的钨针(1)穿过 全部
背景技术:
定容燃烧弹(constant volume combustion bomb,CVCB),是一种主要用来模拟内 燃机在活塞上止点(TDC)附近工况的燃烧过程的实验装置。定容燃烧弹的结构较为简易,燃 烧室容积固定,可承受较高温度与压力。实际运行时并没有进行压缩过程,而是预先设置好 混合气的各项热力学参数,通过内置的点火针直接点火。除了结构简易、混合气热力学参数 调整方便等优点外,定容燃烧弹一般还装有观察窗口,以便研究人员得到良好的可视化视 场。 喷雾定容燃烧弹是在原有的层流定容燃烧弹的基础上,增加了喷油系统,使用喷 油器进行喷油,从而可以实现对汽油PFI喷射、GDI缸内直喷、柴油缸内喷射的燃油喷雾宏 观、微观特性进行观察与研究,也可以将燃油喷射作为燃烧过程调控的一个重要手段,观察 不同全局当量比、不同预混比、不同燃料种类等多种条件下燃料的燃烧情况,从而更为贴近 实际内燃机的燃烧过程。 随着研究内容的不断扩展和深入,定容燃烧弹的点火方式也开始丰富起来。传统 的定容燃烧弹是由内置的两根对置点火针直接点火,结构较为简易,但容易出现点火不稳 定的情况,并且点火针在燃烧过程中受到气流影响,容易出现振动甚至损坏。另一种方案是 参考实际发动机的布置,在容弹燃烧室壁面上安装电火花塞,但这种方式并没有解决点火 针对置点火方式的不足,存在着电极易老化损坏导致点火不稳定、金属电极与燃烧室避免 热传导导致热量损失等问题。近年来,随着火箭发动机研究的不断深入,激光诱导等离子体 点火(laser induced plasma ignition,LIPI)开始受到关注,这种点火方式是通过激光诱 导等离子体(laser induced plasma,LIP)与可燃气体的相互作用实现点火,相比于传统的 点火方式,LIPI具有以下优势:可以在更大的当量比范围内实现点火,有助于对稀燃、贫燃 调控技术的研究;配合光学系统可以快捷、准确地调整点火位置;舍弃了传统点火方式中的 金属电极结构,有效避免由于电极老化、变形、损坏以及电极与燃烧室壁面热传导所导致的 熄火情况及工作不稳定情况;可实现点火-诊断一体化设计等等。但LIPI对设备条件要求较 高,系统较为复杂,成本也较高。 在喷雾定容燃烧弹上开展燃料喷雾燃烧特性研究,点火装置是必不可少的,而由 喷雾过程所引导的容弹内部气流流动是十分明显的,加上喷雾燃烧过程后,容弹内部流场 运动剧烈,如果使用传统的对置式点火针点火方式,点火针很容易发生振动、变形甚至折断 损坏,变形后电极间距增加也会进一步导致点火不稳定。因此,有必要对传统的对置式点火 针点火方式进行改进,既要尽可能保留其原有的优势,也要针对在喷雾定容燃烧弹上开展 燃料喷雾燃烧特性研究的需求,对其不足加以改进与弥补。 3 CN 111550823 A 说 明 书 2/4 页
技术实现要素:
本发明的目的是针对现有技术的不足、实验设备条件限制等问题,提供了一种用 于喷雾定容燃烧弹上的点火装置。 本发明采用如下技术方案来实现的: 一种用于喷雾定容燃烧弹上的点火装置,包括定位套筒,由聚四氟乙烯制成的外 六角螺栓头以及起导电放电作用的钨针;其中,该外六角螺栓头的一个端面上设有同轴布 置的圆柱体,该圆柱体的周向为螺栓头螺纹部分,两根带有设定夹角的钨针穿过外六角螺 栓头,并且两根钨针之间通过若干个间隔设置的定位套筒定位、固定。 本发明进一步的改进在于,外六角螺栓头的两个端面处各设置有一个定位套筒。 本发明进一步的改进在于,两根钨针之间夹角为1-3°,且尖端间距为2mm。 本发明进一步的改进在于,钨针的直径在0.5-1mm。 本发明进一步的改进在于,定位套筒采用粘合修补剂制成。 本发明进一步的改进在于,螺栓头螺纹部分采用锥角螺纹。 本发明至少具有以下有益的技术效果: 本发明将传统定容燃烧弹中的对置式电极改为同侧斜置式布置,通过使用聚四氟 乙烯制作的安装螺栓头与耐热绝缘的定位套筒进行电极的固定与间距控制,从而克服传统 对置式点火针点火方式在应用到喷雾容弹上时容易出现的振动、损坏等缺点。本发明与现 有技术相比,具有以下几点优势: 1、将定容燃烧弹常用的电极由对置布置方式改为同侧布置方式,既可节省安装空 间,也可免去对置式电极对同轴度的要求,减小了容弹与电极的加工难度与要求。 2、设计方案中将同侧布置的电极在多个位置进行了固定,减小了电极在喷雾和燃 烧过程中受气流影响产生的震动,既可减小电极震动幅度过大导致变形甚至断裂情况的可 能,也可保证两根电极之间的间距固定,防止电极短接造成短路。 3、设计方案中使用了两种不同性质的粘合修补剂制作固定、密封用的定位套筒, 可以保证在经过多次点火与燃烧过程后不开裂、不过度变形与变性,提高点火装置的耐用 性。 4、制作过程较为简易,配合模具可快速进行电极去积碳、更换与固定。 附图说明 图1和图2分别为本发明一种用于喷雾定容燃烧弹上的点火装置两个不同角度上 的结构示意图。 附图标记说明: 1-钨针,2-外六角螺栓头,3-螺栓头螺纹部分,4-定位套筒。