一種多通道同步點火測試系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及發動機技術領域，尤其涉及一種多通道同步點火測試系統。
【背景技術】
[0002]航空發動機和沖壓發動機的飛行高度和速度逐步提高，燃燒室處于高空、高速、低壓、低溫環境，點火燃燒條件非常惡劣，易出現低壓點火困難、燃燒穩定性差、燃燒效率下降等問題，特別是脈沖爆震發動機，要求點火方式具有快速點火，強化燃燒及快速觸發爆震波的能力。為此，需要提出能夠有效比較不同點火方式的實驗方法和系統，能夠選出最優的點火技術，從而加快相應點火技術的開發和具體應用。
[0003]實現多次點火的點火方式主要有火花塞、激光誘導火花、等離子體，它們都是使未燃混氣，產生初始自由基，引發鏈式反應，達到點火的目的。火花塞點火則是一種廣泛應用、比較可靠的點火，是在點火的瞬間，放電電弧直接擊穿可燃混氣，產生熱等離子體，通過升高局部小區域的燃氣溫度，使可燃混氣分子受熱、分解，形成活性基團，實現點燃混氣的過程。激光誘導火花點火則需要聚焦高能激光脈沖，兩者都屬于小體積點火方式，屬熱點火，點火效率低。當燃燒工況非常惡劣時，其適用性和可靠性就存在缺陷，從而會導致點火困難或點火不成功。低溫等離子體點火和燃燒強化是等離子體技術的一種新的應用途徑，其具有實現稀薄混合氣可靠、高效點火和快速燃燒的潛力，該技術已經引起世界各國的廣泛關注。交流驅動的介質阻擋放電是產生低溫等離子的主要方式，能夠在一定的壓力下產生體積大、能量密度高的低溫等離子體，從而提高點火和燃燒穩定性，極大地縮短了著火延遲時間和改善著火極限。
[0004]航空發動機加力燃燒室和沖壓發動機燃燒室的進口壓力低，特別是高空低壓下，壓力可低至0.04-0.05MPa，不僅著火的速度-壓力邊界急劇縮小，而且著火的空氣燃油比邊界也急劇縮小，從而造成點火困難、燃燒不穩定。為保證發動機在各種極端條件下的可靠點火，必須克服火花塞在高空低壓下存在點火困難這一缺陷，希望發展一種先進的點火技術。脈沖爆震發動機(簡稱TOE)是未來航空航天領域一種新型的動力裝置，由于目前在爆震理論、關鍵技術、樣機研制等研究方面還存在很多困難，研究成果還沒有達到理想預期及工程應用程度，而點火方式成為其發展的關鍵技術之一。采用低溫等離子體作為成功有效的點火方式，可在爆震管頭部一定長度內、在整個截面同時實現大體積點火與燃燒，提高點火性能，縮短點火延遲時間，加快爆震波的形成，提高PDE性能和工作頻率。
[0005]目前，國內外對于現有的點火方式，還沒有從完全定量的角度去驗證點火方式優越性。而比較通用的方式是，在保證實驗條件和工況盡可能相同的條件下開展實驗，單獨測試某種點火方式性能參數，再與其它點火方式比較，這種方法由于不在同一時刻進行點火和測量數據實驗，很難保證實驗條件和混氣參數的完全一致，因此，現有的方法只能在一定程度上區分點火方式的好壞，還不能做到真正意義上的對比。
【發明內容】
[0006]本發明需要解決的技術問題是如何保證實驗工況、混氣參數相同的條件下，在同一時刻觸發不同點火方式、成像系統、數據采集系統，從而精確比較不同點火方式的優劣，及相同點火方式不同結構點火性能的差異，為優選點火技術設備提供最佳實驗技術，從而保證發動機使用的點火系統性能高效、安全可靠。
[0007]為了解決以上技術問題，本發明公開了一種多通道同步點火測試系統，包括點火控制系統、至少2個點火系統、至少2個燃燒室、成像系統、數據采集系統、配氣及循環系統和測試儀表；點火控制系統分別與點火系統、數據采集系統、成像系統連接；不同點火系統安裝在結構相同的不同燃燒室上；配氣及循環系統與燃燒室連接，并保證各燃燒室混氣參數相同；成像系統安裝在燃燒室玻璃窗對面，用于拍攝燃燒室內火焰發展歷程；數據采集系統與安裝在燃燒室上的測試儀表連接，用于采集燃燒室內燃燒參數；燃燒室開有玻璃窗。
[0008]進一步，作為一種優選，所述點火控制系統通過總開關，同步觸發不同點火系統、成像系統、數據采集系統，使點火、成像和數據采集在同一時刻開始進行。
[0009]進一步，作為一種優選，所述配氣及循環系統具體由閥門、循環栗、真空表、真空栗組成。
[0010]進一步，作為一種優選，所述點火系統共有3個，分別為第一點火系統、第二點火系統和第三點火系統，燃燒室共有3個，分別為第一燃燒室、第二燃燒室和第三燃燒室，第一點火系統、第二點火系統和第三點火系統分別和第一燃燒室、第二燃燒室和第三燃燒室連接。
[0011]進一步，作為一種優選，不同燃燒室的結構完全相同，配制的燃燒室內混氣完全相同。
[0012]進一步，作為一種優選，數據采集系統同時采集不同燃燒室內的燃燒參數，并且采集參數信號、數量、位置和特性完全相同。
[0013]進一步，作為一種優選，所述配氣及循環系統具體由閥門、循環栗、真空表、真空栗組成。
[0014]進一步，作為一種優選，所述配氣及循環系統將不同燃燒室構成氣體流動的串聯系統，使填充系統內的燃料和氧化劑經過循環摻混均勻，保證不同燃燒室內混氣參數完全相同。
[0015]進一步，作為一種優選，所述配氣及循環系統通過關閉與燃燒室連接的閥門，保證不同燃燒室內點火和燃燒處于獨立過程，不相互干擾。
[0016]進一步，作為一種優選，所述燃燒室頭部區域開有混氣進口，所述配氣及循環系統將相同混氣參數的氣源與混氣進口相連。
[0017]本發明和現有技術相比所具有的有益效果:
[0018]本發明通過保證實驗工況、混氣參數相同的條件下，在同一時刻觸發不同點火方式、成像系統、數據采集系統，能夠精確比較不同點火方式的優劣，及相同點火方式不同結構點火性能的差異，為優選點火技術設備提供最佳實驗技術，從而保證發動機使用的點火系統性能高效、安全可靠。
【附圖說明】
[0019]當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發明以及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定，其中:
[0020]圖1為混氣靜止狀態下多通道同步點火測試系統實施例流程圖；
[0021]圖2為流動混氣條件下多通道同步點火測試系統實施例流程圖。
【具體實施方式】
[0022]參照圖1-2對本發明的實施例進行說明。
[0023]為使上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0024]圖1是靜態混氣點火實驗系統示意圖，其中，包括點火控制系統1、數據采集系統2、點火系統3、點火系統4、點火系統5、成像系統6、燃燒室7、燃燒室8、燃燒室9、閥門1、閥門11、閥門12、閥門13、閥門14、閥門15、閥門16、循環栗17、閥門18、真空表19、閥門20、真空栗21、閥門22、閥門23、閥門24、閥門25。
[0025]所述的點火控制系統I是指控制數據采集系統2、點火系統3、點火系統4、點火系統5、成像系統6同時工作的控制裝置，其上設有點火系統3、點火系統4、點火系統5、成像系統6的開關和總開關，在觸發總開關前，各路系統處于待機狀態，觸發總開關后，各路系統同時工作；所述的數據采集系統2是指按點火控制系統I的指令采集燃燒室燃燒參數，相應的測試儀表與燃燒室連接；所述的點火系統3、點火系統4、點火系統5是指電源或源設備，其按點火控制系統I的指令使點火系統點火，點火系統安裝在燃燒室相應位置；所述的成像系統6是指高速攝影儀或PLIF火焰測試儀或紅外測溫儀等，其按點火控制系統I的指令測量火焰圖像或溫度等；所述的燃燒室7、燃燒室8、燃燒室9是指結構完全相同的燃燒腔室，壁面開有透明玻璃窗，燃燒室內充滿參數相同的可燃混氣；所述的閥門10、閥門11、閥門12、閥門13、閥門14、閥門15、閥門16、閥門18、閥門20、閥門22、閥門23、閥門24、閥門25是指連接管路的閥門，閥門22用于填充空氣，閥門23用于填充純氧，閥門24、閥門25用于填充氣體燃料；所述的循環栗17是指使燃燒系統內燃料氣和空氣或氧化劑流動，摻混均勻的動力栗；所述的真空表21是指測試燃燒室氣體壓力的儀表，按一定的混氣配比，填充一定壓力氣體燃料