[发明专利]增压汽油机超级爆震试验装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子线路装配技术领域，特别提供一种增压汽油机超级爆震试验装置及测试方法。

背景技术

直喷增压小排量(Downsizing)汽油机能够灵活控制燃油喷射并大幅降低油耗，在近几年中正成为汽油机发展的主流。但在低速大负荷直喷增压发动机容易发生一种对发动机危害极大的、至今尚未充分理解的非正常燃烧现象——超级爆震。超级爆震在火花点火之前发生早燃，最大爆发压力几倍于正常燃烧的最大爆发压力，甚至可能超过200bar，并伴随着巨幅压力振荡，随机发生，对发动机的危害及其巨大。因此研究超级爆震的难度很大，目前还未见成熟的超级爆震研究的试验装置。

世界各大汽车公司和发动机研究表明：超级爆震一般在火花点火之前出现早燃。早燃的起因是燃烧室中出现了热点(即早燃粒子)。解析早燃的来源，理解超级爆震燃烧过程，提出超级爆震控制方法，急需开发适合于增压汽油机工作条件下超级爆震的试验装置及其检测方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种适合于增压汽油机工作条件下超级爆震的实验装置及其检测方法，以解析早燃的来源，理解超级爆震的燃烧过程。

(二)技术方案

一种增压汽油机超级爆震试验装置，包括缸体、缸盖、活塞、进气门、排气门以及火花塞；

所述进气门和排气门分别对应连接有进气管路和排气管路；在所述进气管路的进气方向上依次设有进气控温稳压腔、节气门、微粒加注器以及喷油器，所述微粒加注器用于加注模拟早燃粒子，所述微粒加注器设有温控加热系统，用于加热所述模拟早燃粒子；在所述排气管路上设有尾气分析仪；所述缸体的内部设有缸压传感器。

优选的，所述温控加热系统为电阻加热器。

优选的，所述活塞的压缩比为14-18。

优选的，所述微粒加注器与进气管路之间设有微粒导入阀。

优选的，所述活塞为钢质活塞。

优选的，所述喷油器设置在所述进气门的门口。

优选的，所述活塞由测功机带动运转。

优选的，所述模拟早燃粒子为元素碳粒、发动机碳烟、金属元素。

一种通过上述任一项所述的增压汽油机超级爆震试验装置实现的超级爆震的测试方法，包括以下步骤：

S1、通过进气控温稳压腔、节气门以及喷油器控制活塞压缩至上止点时缸体内混合气的热力学状态(温度、压力和浓度)；

S2、通过微粒加注器向缸体内加注不同温度的模拟早燃粒子，或通过微粒加注器向缸体内加注不同粒径的模拟早燃粒子，实现火花塞点火前缸体内混合气体的早燃，引发不同强度的超级爆震；

S3、通过缸压传感器采集缸体内的压力变化，提取压力震荡信息，判断缸体内超级爆震的强度；

S4、通过进气控温稳压腔、节气门以及喷油器改变活塞压缩至上止点时缸体内混合气体的热力学状态，研究不同热力学状态因素对超级爆震的影响。

优选的，步骤S1中，通过所述尾气分析仪反馈缸内混合气体的空燃比信息，从而精确控制缸体内混合气的浓度。

(三)有益效果

本发明提供的一种增压汽油机超级爆震试验装置及测试方法包括缸体、缸盖、活塞、进气门以及排气门；进气门和排气门分别对应连接有进气管路和排气管路；在进气管路的进气方向上依次设有进气控温稳压腔、节气门、微粒加注器以及火花塞，微粒加注器用于加注模拟早燃粒子，微粒加注器设有温控加热系统，用于加热模拟早燃粒子；在排气管路上设有尾气分析仪；缸体的内部设有缸压传感器，本装置成本低，机械强度高，产业化前景好。

通过进气控温稳压腔、节气门以及喷油器能够灵活控制活塞压缩至上止点时缸体内混合气的热力学状态(温度、压力和浓度)；通过微粒加注器向缸体内加注不同温度的模拟早燃粒子，或通过微粒加注器向缸体内加注不同粒径的模拟早燃粒子，实现火花塞点火前缸体内混合气体的早燃，引发不同强度的超级爆震；通过缸压传感器采集缸体内的压力变化，提取压力震荡信息，判断缸体内超级爆震的强度；通过进气控温稳压腔、节气门以及喷油器改变活塞压缩至上止点时缸体内混合气体的热力学状态，研究不同热力学状态因素对超级爆震的影响。本发明能够实现缸体内混合气体的稳定早燃，引发稳定的超级爆震，因此能够获取大量的超级爆震试验样本。

附图说明

图1为本发明实施例的一种增压汽油机超级爆震试验装置的示意图。

图2为本发明实施例不同温度模拟早燃粒子诱发的超级爆震的缸压曲线图。