一种测量甲醇发动机喷雾特性的装置的制作方法

1.本发明涉及甲醇发动机试验技术领域，尤其是涉及一种测量甲醇发动机喷雾特性的装置。


背景技术：

2.目前各种发动机产品中，甲醇发动机燃烧系统的开发，为了对喷油器设计选型、燃烧室形状设计、进气流动及混合器形成等进行更好地匹配，需要提供准确的喷雾贯穿距和喷雾锥角。在进行喷雾雾化蒸发及后续燃烧过程的仿真计算当中采用的各种模型参数的设置也需要通过实验数据进行标定，这些都需要在甲醇发动机喷雾特性内对甲醇机喷雾贯穿距和喷雾锥角进行准确的测量。
3.如中国专利cn105840382b公开的一种喷油器各喷孔均匀性的评价方法及测量装置，测量装置的高温高压装置本体和分别连接在其两侧面上的进气加热加压系统和排气冷却系统，计算机与同步控制系统相连，同步控制系统控制供油系统、高速相机，一个45度平面反光镜位于高温高压装置本体正下方，其中心与高速相机中轴线位于同一水平面上；其只能通过一个方向对喷雾贯穿距和喷雾锥角进行测试，影响测试的准确性。


技术实现要素：

4.针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种测量甲醇发动机喷雾特性的装置，以达到喷雾贯穿距和喷雾锥角测量准确的目的。
5.为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
6.该测量甲醇发动机喷雾特性的装置，包括底座、测试座、工业相机以及甲醇喷嘴，测试座为中空腔体结构，测试座上设有透明窗口，甲醇喷嘴设在测试座上，甲醇喷嘴的内端位于中空腔体内，还包括光源，所述测试座可转动调节角度的设在底座上，所述测试座上的透明窗口为相对应设置的两个，光源对应一个透明窗口设置，工业相机对应另一个透明窗口设置。
7.进一步的：
8.所述底座上设有一对竖架，测试座位于一对竖架之间，测试座的侧面通过旋转柱与对应侧的竖架相连。
9.所述测试座上设有甲醇喷嘴安装孔，甲醇喷嘴的外端设有连接块，连接块为l形结构，连接块外端通过固定螺栓固定在测试座上，甲醇喷嘴安装在甲醇喷嘴安装孔内通过连接块定位。
10.所述测试座为测试球座。
11.还包括喷油器和信号发生器以及ecu控制器，喷油器和甲醇喷嘴相连，喷油器、光源以及工业相机均与信号发生器相连，工业相机与ecu控制器相连。
12.还包括信号发生器、一组反射镜、一组分光镜、紫外扩束镜、可见扩束镜以及聚焦镜；所述光源为激光器，工业相机包括ccd相机和iccd相机，激光器的光通过分光镜分成两
束；一束通过紫外扩束镜至测试座的一透明窗口，另一束通过可见扩束镜至测试座的一透明窗口，均通过测试座的另一透明窗口，再通过一个分光镜分别传至ccd相机和iccd相机。
13.所述底座为u型座架，旋转柱的内端与测试座固定相连，旋转柱的外端设有轴向的螺纹孔，竖架上对应螺纹孔设有通孔，定位螺栓穿过通孔与螺纹孔配合。
14.所述光源为led光源，相机为ccd相机。
15.所述测试座后的分光镜与ccd相机之间以及与iccd相机之间均设有聚光镜。
16.所述激光器提供两种不同波长的激光光源。
17.本发明与现有技术相比，具有以下优点：
18.该测量甲醇发动机喷雾特性的装置结构设计合理，采用背光测试技术对喷雾的宏观形态进行测量，可准确测量甲醇发动机的喷雾贯穿距和喷雾角；测试球座可旋转，可以测量甲醇喷射油束四个方向不同角度，有效提高了测量的准确性；并且结构简单，便于实现。
附图说明
19.下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
20.图1为本发明甲醇喷嘴结构示意图。
21.图2为本发明装置示意图。
22.图3为本发明系统示意图一。
23.图4为本发明系统示意图二。
24.图5为本发明甲醇喷嘴油束示意图。
25.图中：
26.1-1甲醇喷嘴、1-2o型圈、1-3线束、1-4甲醇供油管、1-5固定螺栓、1-6连接块、1-7油束、2-1测试球座、2-2透明玻璃、2-3定位螺栓、2-4连接螺栓、2-5旋转柱、2-6底座
27.3信号发生器、4激光器、501反射镜ⅰ、502反射镜ⅱ、601分光镜ⅰ、602分光镜ⅱ、603分光镜ⅲ、7紫外扩束镜、8可见扩束镜、901聚焦镜ⅰ、902聚焦镜ⅱ。
具体实施方式
28.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
29.如图1至图5所示，该测量甲醇发动机喷雾特性的装置，包括底座2-6、测试座、工业相机、甲醇喷嘴以及光源；测试座为中空腔体结构，测试座上设有透明窗口，甲醇喷嘴设在测试座上，甲醇喷嘴的内端位于中空腔体内，测试座可转动调节角度的设在底座上，测试座上的透明窗口为相对应设置的两个，光源对应一个透明窗口设置，工业相机对应另一个透明窗口设置。
30.本发明采用背光测试技术对喷雾的宏观形态进行测量，可准确测量甲醇发动机的喷雾贯穿距和喷雾角；测试球座可旋转，可以测量甲醇喷射油束四个方向不同角度，有效提高了测量的准确性；并且结构简单，便于实现。
31.底座2-6上设有一对竖架，测试座位于一对竖架之间，测试座的侧面通过旋转柱2-5与对应侧的竖架相连。
32.优选的，底座为u型座架，旋转柱的内端与测试座之间通过连接螺栓2-4固定相连，
旋转柱的外端设有轴向的螺纹孔，竖架上对应螺纹孔设有通孔，定位螺栓2-3穿过通孔与螺纹孔配合；角度调节后在通过定位螺栓固定，操作简便。
33.测试座上设有甲醇喷嘴安装孔，甲醇喷嘴1-1的外端设有连接块1-6，连接块为l形结构，连接块外端通过固定螺栓1-5固定在测试座上，甲醇喷嘴安装在甲醇喷嘴安装孔内通过连接块定位，甲醇喷嘴上设有o型圈1-2，外端连有甲醇供油管1-4和ecu线束1-3，安装和拆卸简便，并且稳定可靠。
34.测试座为测试球座2-1，测试球座为球型四面掏空结构，对应掏空的开口设有透明玻璃2-2，便于工业相机拍摄。
35.如图3所示，本装置一种测试系统；还包括喷油器和信号发生器以及ecu控制器，喷油器和甲醇喷嘴相连，喷油器、光源以及工业相机均与信号发生器相连，工业相机与ecu控制器相连。
36.光源为led光源，相机为ccd相机；led光源和ccd相机位于测试球座两侧，相对应设置。
37.采用背光测试技术对喷雾的宏观形态进行测量，测量内容包括喷雾贯穿距和喷雾角。测试工况为甲醇发动机实际工作状态工况；信号发生器发出脉冲信号分别同步到光源、ecu控制器和ccd相机。
38.本测试中，从甲醇喷油后开始后每隔100μs进行一次拍摄拍摄，直至喷油脉宽结束；测试中光源为高亮led白光光源，提供均匀的光场，这样可以在保证在足够短的曝光时间内获得足够高对比度和亮度的图像数据；ccd相机前安装焦距为f＝105的镜头，较大的焦距也能在很大程度上避免景深问题带来的比例尺标定误差。
39.如图4所示，本装置另一种测试系统；还包括信号发生器3、一组反射镜、一组分光镜、紫外扩束镜、可见扩束镜以及聚焦镜；光源为激光器4，工业相机包括ccd相机和iccd相机。
40.激光器的光先通过反射镜ⅰ501至分光镜ⅰ601处，通过分光镜ⅰ将光线分成两束；一束通过紫外扩束镜7及分光镜ⅱ602至测试座一侧的一透明窗口，另一束通过反射镜ⅱ502、可见扩束镜8以及分光镜ⅱ602也传至测试座一侧的同一透明窗口；可对喷雾单个油束的气液两相特性测试，获得喷雾贯穿距和喷雾锥角。
41.测试座的光通过测试座另一侧的另一透明窗口传至分光镜ⅲ603，再分成两束，一束通过聚焦镜ⅰ901与ccd相机对应，另一束通过聚焦镜ⅱ902与iccd相机对应。
42.测试时，液相从甲醇喷嘴喷油开始后每隔100μs拍摄一次，气相间隔400μs，直至喷油脉宽结束，因为其喷射脉宽较小，拍摄间隔为10μs。信号发生器发出4路ttl脉冲信号分别实现对激光器、ecu控制器和ccd/iccd相机，同步信号。试验中光源为yag激光器，提供波长为532nm和266nm的激光光源，其中532nm波长用于液相喷雾的拍摄光源(使用普通ccd拍摄)，266nm波长用于气相喷雾的拍摄光源(使用iccd拍摄)。
43.如图5所示，甲醇油束x代表油束喷雾锥角，p代表油束贯穿距，即为本测量甲醇发动机喷雾特性的装置所测量对象；本装置可准确对喷雾贯穿距和喷雾锥角的测量，为后续仿真计算提供准确的标定数据。
44.上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。
45.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种测量甲醇发动机喷雾特性的装置，包括底座、测试座、工业相机以及甲醇喷嘴，测试座为中空腔体结构，测试座上设有透明窗口，甲醇喷嘴设在测试座上，甲醇喷嘴的内端位于中空腔体内，其特征在于：还包括光源，所述测试座可转动调节角度的设在底座上，所述测试座上的透明窗口为相对应设置的两个，光源对应一个透明窗口设置，工业相机对应另一个透明窗口设置。2.如权利要求1所述测量甲醇发动机喷雾特性的装置，其特征在于：所述底座上设有一对竖架，测试座位于一对竖架之间，测试座的侧面通过旋转柱与对应侧的竖架相连。3.如权利要求1所述测量甲醇发动机喷雾特性的装置，其特征在于：所述测试座上设有甲醇喷嘴安装孔，甲醇喷嘴的外端设有连接块，连接块为l形结构，连接块外端通过固定螺栓固定在测试座上，甲醇喷嘴安装在甲醇喷嘴安装孔内通过连接块定位。4.如权利要求1所述测量甲醇发动机喷雾特性的装置，其特征在于：所述测试座为测试球座。5.如权利要求1所述测量甲醇发动机喷雾特性的装置，其特征在于：还包括喷油器和信号发生器以及ecu控制器，喷油器和甲醇喷嘴相连，喷油器、光源以及工业相机均与信号发生器相连，工业相机与ecu控制器相连。6.如权利要求1所述测量甲醇发动机喷雾特性的装置，其特征在于：还包括信号发生器、一组反射镜、一组分光镜、紫外扩束镜、可见扩束镜以及聚焦镜；所述光源为激光器，工业相机包括ccd相机和iccd相机，激光器的光通过分光镜分成两束；一束通过紫外扩束镜至测试座的一透明窗口，另一束通过可见扩束镜至测试座的一透明窗口，均通过测试座的另一透明窗口，再通过一个分光镜分别传至ccd相机和iccd相机。7.如权利要求2所述测量甲醇发动机喷雾特性的装置，其特征在于：所述底座为u型座架，旋转柱的内端与测试座固定相连，旋转柱的外端设有轴向的螺纹孔，竖架上对应螺纹孔设有通孔，定位螺栓穿过通孔与螺纹孔配合。8.如权利要求5所述测量甲醇发动机喷雾特性的装置，其特征在于：所述光源为led光源，相机为ccd相机。9.如权利要求6所述测量甲醇发动机喷雾特性的装置，其特征在于：所述测试座后的分光镜与ccd相机之间以及与iccd相机之间均设有聚光镜。10.如权利要求6所述测量甲醇发动机喷雾特性的装置，其特征在于：所述激光器提供两种不同波长的激光光源。

技术总结
本发明公开了一种测量甲醇发动机喷雾特性的装置，包括底座、测试座、工业相机、甲醇喷嘴以及光源，测试座为中空腔体结构，测试座上设有透明窗口，甲醇喷嘴设在测试座上，甲醇喷嘴的内端位于中空腔体内，所述测试座可转动调节角度的设在底座上，所述测试座上的透明窗口为相对应设置的两个，光源对应一个透明窗口设置，工业相机对应另一个透明窗口设置。采用背光测试技术对喷雾的宏观形态进行测量，可准确测量甲醇发动机的喷雾贯穿距和喷雾角；测试球座可旋转，可以测量甲醇喷射油束四个方向不同角度，有效提高了测量的准确性；并且结构简单，便于实现。便于实现。便于实现。


技术研发人员：俞剑峰 陈思 陈凡凡 张凯旋 李晓磊
受保护的技术使用者：玉柴联合动力股份有限公司
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/7/4