本發(fā)明涉及一種燃料噴射特性的真空環(huán)境測試裝置，具體涉及一種用于實現(xiàn)噴霧真空環(huán)境的定容彈裝置及方法。

背景技術：

目前，液體射流分裂霧化有多種理論，包括空氣動力干擾理論、瑞流擾動理論、邊界條件突變理論、壓力震蕩理論、空穴擾動理論、表面波理論，最為完善的表面波理論認為，液體噴射破碎主要是由于高速柴油與周圍氣體之間相互作用產(chǎn)生的不穩(wěn)定表面波引起的，而噴孔內(nèi)紊流、空穴和噴孔出口界面突變等因素均導致噴射液流的不穩(wěn)定增加。研究表明，液體射流的分裂霧化是多種因素綜合作用的結(jié)果，空氣動力、噴孔內(nèi)的空穴現(xiàn)象和湍流擾動是三個基本原因。

現(xiàn)有的高壓定容彈雖然能模擬缸內(nèi)高壓環(huán)境的霧化效果，但無法專門呈現(xiàn)無氣體擾動條件下的霧化現(xiàn)象，因此，為獨立研究噴孔內(nèi)紊流、空穴和噴孔出口界面突變等因素對射流霧化的作用效果，消除氣體擾動作用對霧化的影響，設計真空定容彈，可實現(xiàn)無空氣動力作用的霧化機理研究。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有定容彈霧化測試技術中存在的不足和缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種可實現(xiàn)真空環(huán)境霧化測試的定容彈裝置及操作方法，能夠方便的進行高壓和真空環(huán)境兩種狀態(tài)的液體射流霧化測試。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種真空環(huán)境霧化測試的定容彈裝置，包括定容彈1、噴油器座2、噴油器3、通氣閥4、壓縮氣囊5、氣囊壓蓋6、下壓螺桿7、下拉螺母8、氣囊通氣閥9、排油螺栓10、定容彈支架11、真空閥12、真空泵13、氣囊下壓環(huán)14、高壓閥15、氮氣罐16、石英視窗17、正壓傳感器18、負壓傳感器19、氣囊上壓環(huán)20。其特征在于：

所述的定容彈1、噴油器座2、噴油器3、通氣閥4、石英視窗17、正壓力傳感器18，構成定容彈主體。所述的噴油器座2位于定容彈1正上方，所述的噴油器3位于噴油器座2內(nèi)，所述的噴油器3的噴口部分深入定容彈1內(nèi)腔，所述通氣閥4和正壓傳感器18位于定容彈1頂部，所述的石英視窗17位于定容彈1側(cè)壁上。

所述的壓縮氣囊5、氣囊壓蓋6、下壓螺桿7、下拉螺母8、氣囊通氣閥9、排油螺栓10、氣囊下壓環(huán)14、氣囊上壓環(huán)20，構成伸縮氣囊組合構件。所述的壓縮氣囊5上端通過氣囊上壓環(huán)20與氣囊壓蓋6密封連接，壓縮氣囊5下端通過氣囊下壓環(huán)14與定容彈底板密封連接，所述的氣囊通氣閥9為與定容彈1的底板上，所述的氣囊壓蓋6通過焊接與下壓螺桿7固連，所述的排油螺栓10安裝在下壓螺桿7下端，所述的下拉螺母8位于定容彈1底板外側(cè)，并通過螺紋安裝在下壓螺桿7上。

所述的定容彈支架11位于定容彈1下方，起到支撐作用，同時為下壓螺桿7留出下行空間。

所述的真空閥12、真空泵13、負壓傳感器19，構成真空抽氣裝置；所述的真空閥12位于定容彈1的上方，與真空泵13連通，所述的負壓傳感器19安裝在真空閥12與真空泵13之間。

所述的高壓閥15、氮氣罐16，構成高壓氮氣供給裝置；所述的高壓閥15位于定容彈1的上方，氮氣罐16與高壓閥15相連。

所述的高壓測試狀態(tài)工作原理為：打開氣囊通氣閥9，關閉通氣閥4，旋轉(zhuǎn)下拉螺母8，下壓螺桿8向下運動，在氣囊壓蓋6下拉到最下端位置，壓縮氣囊5處于完全壓縮狀態(tài)；打開高壓閥15，氮氣罐16向定容彈1上蓋與氣囊壓蓋6之間的霧化空間充入高壓氮氣，達到指定壓力后，關閉高壓閥15，可進行高壓狀態(tài)的霧化測試。

本發(fā)明涉及的測試定容彈真空環(huán)境形成的兩步法工作原理為：使氣囊壓蓋6處于最上端位置，壓縮氣囊5處于完全舒張狀態(tài)時，打開真空閥12，關閉通氣閥4，開啟真空泵13，抽吸定容彈1內(nèi)壁與氣囊組合構件之間的空氣；在壓縮組合構件外壁與定容彈1內(nèi)壁間的縫隙空間形成一次超低壓環(huán)境；在達到一次低壓設定值后，旋轉(zhuǎn)下拉螺母8，將氣囊壓蓋6下壓至定容彈1底部，使定容彈1與氣囊壓蓋6之間形成密閉空間，形成二次近真空霧化空間，可實現(xiàn)真空狀態(tài)的霧化測試。

本發(fā)明涉及的一種真空環(huán)境測試定容彈的操作方法，包括以下步驟：

步驟1：關閉通氣閥4和氣囊通氣閥9，通過旋轉(zhuǎn)下拉螺母8，將下壓螺桿7升至最高位置，在壓縮氣囊5外壁與定容彈1內(nèi)壁間形成較小的縫隙空間。

步驟2：打開真空閥12，啟動真空泵13，當負壓傳感器19指示值達到額定值時，關閉真空閥12，停止真空泵13，這時在壓縮氣囊5外壁與定容彈1內(nèi)壁間形成較小的縫隙空間內(nèi)形成一次超低壓環(huán)境。

步驟3：轉(zhuǎn)動下拉螺母8，使下壓螺桿7向下運動，壓縮氣囊5內(nèi)空氣通過氣囊通氣閥9排出，這時氣囊壓蓋6逐步將壓縮氣囊5下壓至底部，到達定容彈1底部后，關閉氣囊通氣閥9，在定容彈1上蓋與氣囊壓蓋6之間形成二次近真空霧化空間。

本發(fā)明所述的真空定容彈裝置及方法的有益效果是：可以快速、方便地在高壓環(huán)境和真空環(huán)境兩種狀態(tài)下實現(xiàn)霧化效果測試功能，而且本發(fā)明結(jié)構簡單、操作方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種真空噴霧的定容彈裝置伸張狀態(tài)的主視圖。

圖2為本發(fā)明一種真空噴霧的定容彈裝置測試狀態(tài)的主視圖。

圖3為本發(fā)明的伸縮氣囊組合構件的主視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1、附圖2、附圖3對本發(fā)明作更進一步的說明：

一種實現(xiàn)真空噴霧的定容彈裝置，包括定容彈支架11、定容彈主體、伸縮氣囊組合構件、高壓氮氣供給裝置、真空抽氣裝置五部分；為適應高壓和真空環(huán)境的變化，裝置中所有連接管路，均采用硬質(zhì)金屬管。

定容彈主體包括上述所述的定容彈1、噴油器座2、噴油器3、通氣閥4、石英視窗17、正壓力傳感器18。所述的通氣閥4位于定容彈的頂部，可通過啟閉實現(xiàn)定容彈內(nèi)外與大氣的聯(lián)通與阻斷；所述的噴油器3、噴油器座2與定容彈間的結(jié)合面均有密封槽和密封墊，且連接螺栓涂抹密封膠；所述的通氣閥4與壓力傳感器18通過中空螺栓，密封緊固在定容彈1頂部的螺孔內(nèi)；所述的石英視窗17位于定容彈1側(cè)壁上。

伸縮氣囊組合構件包括上述所述的壓縮氣囊5、氣囊壓蓋6、下壓螺桿7、下拉螺母8、排油螺栓10、氣囊下壓環(huán)14、氣囊上壓環(huán)20。所述的壓縮氣囊5上端通過氣囊上壓環(huán)20與氣囊壓蓋6密封連接，說的壓縮氣囊5下端通過氣囊下壓環(huán)14與定容彈底板密封連接，形成氣囊內(nèi)的密閉環(huán)境；所述的氣囊壓蓋6具有中部凹陷結(jié)構、圓心部位開有通孔；所述的壓螺桿7具有中空結(jié)構，所述的氣囊壓蓋6與下壓螺桿7通過焊接固連，且保持中心孔道聯(lián)通；所述的排油螺栓10通過螺紋連接在下壓螺桿7下端，通過螺母鎖緊，并保證密封；所述的下拉螺母8位于定容彈底板外側(cè)，并通過螺紋安裝在下壓螺桿7上，旋轉(zhuǎn)下拉螺母8可以升降下壓螺桿7。

高壓氮氣供給裝置包括上述所述的高壓閥15和氮氣罐16，所述的高壓閥15通過中空螺栓與定容彈1側(cè)壁上的預留螺紋孔密封連接。

真空抽氣裝置包括上述所述的真空閥12、真空泵13和負壓傳感器19，所述的真空閥12通過中空螺栓與定容彈1側(cè)壁上的預留螺紋孔密封連接，可通過啟閉實現(xiàn)定容彈內(nèi)與真空泵13的聯(lián)通與阻斷；所述的真空泵13與大氣相通，實現(xiàn)定容彈1與壓縮氣囊5間剩余空間的空氣抽??；所述的負壓傳感器19安裝在真空閥12與真空泵13之間。。

所述的定容彈支架11起到支撐的作用，同時為下壓螺桿7留出下行空間；所述的定容彈支架11中部開有缺口，所述的下拉螺桿8、氣囊通氣閥9通過螺栓連接容彈主體。

所述的氣囊壓蓋6由外向內(nèi)呈凹陷形狀，其中心低洼處開有圓孔，并與中空下壓螺桿7的上端開口相通，可以實現(xiàn)噴射油液的收集，集油腔內(nèi)的噴射燃油，在測試結(jié)束后，油液可由下壓螺桿7下端的排油螺栓10排出。

所述的壓縮氣囊5為圓筒形結(jié)構，先采用帆布材料制作成型，再對帆布雙面涂抹氟橡膠(fpm)，形成具有高抗拉強度、高密封性、高耐油性的復合材料；在定容彈內(nèi)抽真空時，氣囊處于打開狀態(tài)，其向外產(chǎn)生少量膨脹，幫助排除氣囊5外側(cè)與定容彈1內(nèi)壁間的少量空氣；氣囊壓縮過程中，其復合材料可以通過褶皺，按預期方向收縮。

所述的下壓螺桿7與氣囊壓蓋6的組合構件具有對噴出油液的集油作用，在測試結(jié)束后可通過排油螺栓10排出測試油液。

所述的、的定容彈1為圓筒結(jié)構，具有四側(cè)面分別有一個石英視窗，所述氣囊壓蓋6與定容彈1內(nèi)部尺寸相配合，預留間隙1毫米。