本系统可以模拟柴油机在活塞上止点时,燃烧室内的高温高压状态。需要进行试验时,首先对燃烧弹进行预热,加热系统主要部件是加热瓦,加热瓦通电对燃烧弹进行加热。燃烧弹上端盖安装有动态温度检测仪,当燃烧弹加热到试验所需温度,关闭加热系统。开启空气压缩机,手动开启阀门,为燃烧弹供气,当燃烧室内压力达到试验所需压力,手动关闭进气阀门,并关闭空气压缩机。此时,燃烧弹内已经达到试验所需的状态。即,柴油机活塞上止点时缸内高温高压状况。
容弹系统达到试验所需状态,可以开始试验。控制系统控制共轨系统工作,进行燃油的喷射以及高压油泵、高压共轨内油压的记录。控制主机,将油压调节至试验油压,开始喷油试验。同时控制信息采集系统开始工作。喷射燃油工作的同时,开始冷却供水,保证系统零部件温度保持在适宜的温度。待燃烧结束,可以让冷却水延迟关闭,待系统完全冷却再关闭冷却水。
第三章 容弹系统的设计
3。1燃烧弹的工作条件
燃烧弹为一体式气缸,可以采用铸造生成[3]。
(1)气缸上部承受气缸盖安装预紧力作用。本装置采用贯穿螺栓结构,贯穿螺栓所承受压力为上、下端盖与缸内气体所引起的拉应力。
(2)气缸内壁受燃气的高温、高压和腐蚀。
(3)气缸的冷却水空间受冷却水的腐蚀和穴蚀。
因此,燃烧弹必须有足够的强度、刚度和抗腐蚀能力、良好的冷却。
3。2气缸的结构和材料
本装置由于没有运动部件施加机械应力,相对负荷较轻,为使结构简单紧凑,采用气缸和机体铸成一体的气缸。气缸内没有活塞等运动部件的磨损,选择材料是并不需要考虑所选材料的耐磨性,采用20号钢制造。气缸的结构为圆筒形,上下布置端盖,用贯穿螺栓进行连接,在气缸四周开有直径为100mm的观察孔,以便进行激光和高速摄像机等光学系统的安装。
图3-1燃烧弹缸体示意图
查阅资料:高速柴油机S/D值在0。9∽1。15范围内,中速柴油机为1∽1。25之间,低速柴油机为1。6∽2。2。本装置设计S=570mm,D=270mm的圆筒结构,有效壁厚为25mm,为了满足装置预热和冷却要求,在燃烧弹夹层中开有冷却水道和加热瓦安装通道。由于装置结构的特殊性,气缸盖和燃烧弹主体的冷却水道分开铸造不相通,分别和外界冷却水管直接连接。燃烧弹主体冷却水道图见图3-2,加热瓦安装图解见4-1,具体结构见图3-1燃烧弹缸体示意图。文献综述
3。2。1气缸强度校核
燃烧弹装置是一种在高温高压环境下工作的试验仪器假,其结构的稳定安全性能是首先要考虑的问题,假设燃烧弹缸体应能承受20MPa的压力。除高压外,缸体还应具有耐高温性能,能满足800℃∽1200℃的热强度要求。设容弹主体的有效壁厚为25mm的圆筒形,图3-1为缸体示意图。
假定燃烧室最高爆发压力为20Mpa,那么燃烧室危险点应力为:
==ⅹp (3-1)
==ⅹp (3-2)
==-p (3-3)
其中k=,由公式(2-1)(2-2)(2-3),可分别求出各应力值
=ⅹ2。0ⅹ=1。2ⅹpa
=ⅹp =5。0ⅹpa
=-2。0ⅹpa
根据第三强度条件
=-=1。2ⅹpa
通过查表的20号钢=520N/,取安全系数n=3。0[4]
则有许用应力 [σ]==1。73ⅹ 柴油机喷雾燃烧试验系统设计(5):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_129386.html