点火电极间隙可调式定容燃烧装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了点火电极间隙可调式定容燃烧装置，包括筒状结构的容弹主体，容弹主体呈中间内径小两端内径大的台阶形结构，其中间小内径腔体形成燃烧室，其两端大内径腔体形成端盖安装槽；燃烧室的外壁上设置有与其连通的配件安装孔以及一对电极安装孔；一对电极安装孔呈径向对称布置结构，其内固定安装有电极套，电极套内设置有与其螺纹配合的点火电极，从而可方便地调节一对点火电极之间的间隙；容弹主体两端设置有环形端盖，环形端盖内侧设置有端盖环台，端盖环台与端盖安装槽密封嵌置配合，从而将环形端盖固定在容弹主体两端；端盖环台内腔形成玻璃安装槽，玻璃安装槽内密封嵌置有透明石英玻璃块，从而可以方便地观测容弹主体内的燃烧状况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内燃机燃烧
，具体地指一种用于研究火焰着火与传播特性的点火电极间隙可调式定容燃烧装置。利用该专利技术可以研究在不同温度、压力、当量比和点火能量下各种燃料的着火与传播特性。
技术介绍
随着能源和环境问题的日益突出，降低内燃机燃油消耗率和控制内燃机有害排放物的要求越来越高，因而加强对燃料燃烧机理的研究就显得十分重要。对内燃机研究者而言，获得燃料的预混层流燃烧特性(包括层流燃烧速度、火焰拉伸、稳定性、淬熄以及火焰内部燃烧产物生成规律等)与初始燃气参数(温度、压力、当量比、点火能量、残余废气系数)以及燃料理化特性的关系，进而建立燃烧系统反应动力学机理，最终为发动机燃烧模拟以及优化研究提供基础数据，是开展燃料层流火焰研究的最根本目的。在实际的火花点火内燃机中，火焰最初是层流火焰，随着火焰的发展，层流火焰最终转变成湍流火焰，其湍流燃烧速度取决于不同燃料的物理化学性质，也就是燃料的层流燃烧特性。因此，层流火焰是湍流火焰的基础，是影响内燃机燃料燃烧状况和效率的重要因素，是理论预测燃烧过程以及研究排放物生成机理的重要依据。另外，层流燃烧速度还是用来验证燃料的化学反应机理的重要参数，同样也是模拟湍流预混火焰传播的重要参数之一。然而由于火焰燃烧化学反应的复杂性，尤其对温度、压力等燃烧控制边界条件对反应动力学机理的影响还不是十分清楚，因此要准确模拟多组份燃料以及相对高温、高r>压下的层流火焰还有一定困难。所以迄今为止，试验仍是研究层流火焰的最有效方法。试验的测定一般都不在发动机缸内进行，这是因为在发动机上，层流火焰条件很难建立，而且火焰条件参数的控制和调整也很难做到十分精确，无法保证试验结果的可重复性。进行层流燃烧特性研究最常用的实验之一就是定容燃烧弹法。现有部分定容燃烧弹通过贯穿螺栓和容弹主体两端的法兰盘来将石英玻璃视窗固定在容弹主体上，一般都是通过压紧玻璃和金属的密封面来进行容弹的密封，这样会导致玻璃的受力不均匀，再加上弹体内高温高压气体的剧烈膨胀，可能会导致玻璃的破碎；有些容弹两端采用法兰盘，利用贯穿螺栓把法兰盘固定在容弹主体两端，然后玻璃嵌入法兰盘内，这样的结构复杂，安装不便，而且由于法兰盘上需要布置贯穿螺栓，导致法兰盘外径比容弹主体大，不利于加热设备的布置，同时也使容弹两端的温度达不到设定温度，特别是可视化窗口的透明石英玻璃块的温度达不到实验要求，而且导致弹体内部部分气体在玻璃表面液化，对实验造成极大的影响。还有一点就是目前定容弹大都采用了固定式的点火电极设计，这样虽然可以点火，但是不能研究点火间隙及点火能量对燃烧过程，特别是对火焰传播初期的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种结构紧凑、构造简单、加工方便的点火电极间隙可调式定容燃烧装置。为实现上述目的，本专利技术所设计的点火电极间隙可调式定容燃烧装置，包括筒状结构的容弹主体，其特殊之处在于，所述容弹主体呈中间内径小两端内径大的台阶形结构，其中间小内径腔体形成燃烧室，其两端大内径腔体形成端盖安装槽；所述燃烧室的外壁上设置有与其连通的配件安装孔以及一对电极安装孔；所述一对电极安装孔呈径向对称布置结构，其内固定安装有电极套，所述电极套内设置有与其螺纹配合的点火电极，从而可方便地调节一对点火电极之间的间隙；所述容弹主体两端设置有环形端盖，所述环形端盖内侧设置有端盖环台，所述端盖环台与端盖安装槽密封嵌置配合，从而将环形端盖固定在容弹主体两端；所述端盖环台内腔形成玻璃安装槽，所述玻璃安装槽内密封嵌置有透明石英玻璃块，从而可以方便地观测容弹主体内的燃烧状况。进一步地，所述电极套前端外壁上设置有安装螺纹，所述安装螺纹与电极安装孔的内螺纹相配合；所述电极套中间设置有电极安装孔，所述电极安装孔后端内壁上设置有调节螺纹，所述调节螺纹与点火电极的外壁螺纹相配合，从而可精确微调一对点火电极之间的间隙。电极套是电极与容弹主体的连接件，同时由于内部壁面的螺纹的存在，形成电极移动的导轨。电极套内孔中后段设有精密内螺纹，与电极的外螺纹形成配合。电极套前端设有外螺纹，通过此外螺纹将整个间隙调节装置安装在容弹主体上。更进一步地，所述点火电极的外壁螺纹前部设置有多道环形凸缘，所述环形凸缘之间形成的凹槽中设置有电极密封圈，所述电极密封圈与所述电极套的电极安装孔密封配合。环形凸缘之间形成的凹槽内安装有O型密封圈，保证电极安装孔的密封效果。所述环形凸缘的边缘设置有便于电极密封圈安装的倒角。更进一步地，所述透明石英玻璃块与玻璃安装槽的周向和径向接触面处均涂敷有耐高温平面密封胶；所述端盖环台的外壁与端盖安装槽的内壁之间涂敷有导热硅胶，起到填充金属间间隙及传导热量的作用。更进一步地，所述端盖环台的顶端与端盖安装槽的底端之间通过密封垫圈密封配合，并通过端面螺钉固定为一体。密封垫圈在起密封作用的同时，还起到了缓冲振动的作用。更进一步地，所述密封垫圈与端盖环台的顶端和端盖安装槽的底端接触处涂覆有耐高温密封胶，保证在高温环境下的密封效果。更进一步地，所述环形端盖的法兰边内侧与容弹主体端面之间具有1～2mm的间隙，使安装端面螺钉的预紧力完全作用于端盖安装槽与端盖环台形成的密封面上。更进一步地，所述配件安装孔包括排气管安装孔、进气管安装孔、动态压力传感器安装孔和静态压力传感器安装孔，分别用于安装实验配件。更进一步地，所述端盖安装槽和玻璃安装槽的径向端面粗糙度为1.6～3.2μm，在此范围内端盖安装槽以及玻璃安装槽表面的密封效果最佳。与现有技术相比，本专利技术结构紧凑，构造简单，加工方便，利用了自紧式密封形式，容弹主体内部压力越高，玻璃表面与端盖台阶面的压紧力就越大，提高了气密性。由于透明石英玻璃块直接安装在端盖上，因此，端盖和容弹主体之间的端面螺钉预紧力直接作用在容弹主体上，玻璃没有受到挤压，从而避免因玻璃受力不均匀而造成的玻璃破碎。由于特殊设计的端盖结构，使得容弹外表面没有明显突起，成典型的圆柱型，便于安装外部加热设备，而且透明石英玻璃块伸入容弹主体内部，再加上导热硅胶的作用，使端盖和玻璃都能得到很好的加热效果，使得玻璃的温度能得到很好的保证，即保证了实验温度的准确性。再由于电极间的间隙是可调的，只要旋转电极，然后通过精密螺纹来微调电极间的间隙，可以用于研究点火间隙和点火能量对火焰传播的影响，增大了装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点火电极间隙可调式定容燃烧装置，包括筒状结构的容弹主体(5)，其特征在于：所述容弹主体(5)呈中间内径小两端内径大的台阶形结构，其中间小内径腔体形成燃烧室(8)，其两端大内径腔体形成端盖安装槽(5.1)；所述燃烧室(8)的外壁上设置有与其连通的配件安装孔(9)以及一对电极安装孔(10)；所述一对电极安装孔(10)呈径向对称布置结构，其内固定安装有电极套(6)，所述电极套(6)内设置有与其螺纹配合的点火电极(7)，从而可方便地调节一对点火电极(7)之间的间隙；所述容弹主体(5)两端设置有环形端盖(2)，所述环形端盖(2)内侧设置有端盖环台(2.1)，所述端盖环台(2.1)与端盖安装槽(5.1)密封嵌置配合，从而将环形端盖(2)固定在容弹主体(5)两端；所述端盖环台(2.1)内腔形成玻璃安装槽(2.2)，所述玻璃安装槽(2.2)内密封嵌置有透明石英玻璃块(3)，从而可以方便地观测容弹主体(5)内的燃烧状况。

【技术特征摘要】
1.一种点火电极间隙可调式定容燃烧装置，包括筒状结构的容
弹主体(5)，其特征在于：
所述容弹主体(5)呈中间内径小两端内径大的台阶形结构，其
中间小内径腔体形成燃烧室(8)，其两端大内径腔体形成端盖安装槽
(5.1)；所述燃烧室(8)的外壁上设置有与其连通的配件安装孔(9)
以及一对电极安装孔(10)；所述一对电极安装孔(10)呈径向对称
布置结构，其内固定安装有电极套(6)，所述电极套(6)内设置有
与其螺纹配合的点火电极(7)，从而可方便地调节一对点火电极(7)
之间的间隙；
所述容弹主体(5)两端设置有环形端盖(2)，所述环形端盖(2)
内侧设置有端盖环台(2.1)，所述端盖环台(2.1)与端盖安装槽(5.1)
密封嵌置配合，从而将环形端盖(2)固定在容弹主体(5)两端；所
述端盖环台(2.1)内腔形成玻璃安装槽(2.2)，所述玻璃安装槽(2.2)
内密封嵌置有透明石英玻璃块(3)，从而可以方便地观测容弹主体(5)
内的燃烧状况。
2.根据权利要求1所述的点火电极间隙可调式定容燃烧装置，
其特征在于：所述电极套(6)前端外壁上设置有安装螺纹(6.2)，所
述安装螺纹(6.2)与电极安装孔(10)的内螺纹相配合；所述电极套
(6)中间设置有电极安装孔(6.1)，所述电极安装孔(6.1)后端内
壁上设置有调节螺纹(6.3)，所述调节螺纹(6.3)与点火电极(7)
的外壁螺纹(7.1)相配合，从而可精确微调一对点火电极(7)之间
的间隙。
3.根据权利要求2所述的点火电极间隙可调式定容燃烧装置，
其特征在于：所述点火电极(7)的外壁螺纹(7.1)前部设置有多道
环形凸缘(7.2)，所述环形凸缘(7.2)之间形成的凹槽中设置有电极
...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁俊杰，李格升，杨锐，张尊华，田淋元，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42