和圖3所示，測試燃料活塞14結構包含緊固螺釘1401、燃燒室1402、活塞頭部1403、上氣環1404、下氣環1405、油環1406和活塞基部1407 ;活塞頭部1403和活塞基部1407通過緊固螺釘1401連接，活塞頭部1403上設有燃燒室1402，活塞基部1407上設有上氣環1404、下氣環1405、油環1406 ;缸活塞頭部1403可更換，通過更換測試燃料缸活塞頭部1403可實現不同的燃燒室形狀及壓縮比的壓燃試驗研宄；其中a)是普通燃燒室，b)是火力岸高度發生變化的燃燒室，c)是燃燒室在測試燃料活塞上的位置發生變化，d)是燃燒室的形狀發生變化。
[0015]所述的適用于研宄液體替代燃料的雙缸快速壓縮膨脹燃燒機的控制方法如下:工作時，由電控單元給出信號控制柴油缸進氣門5、排氣門I的開閉時刻為柴油缸供應新鮮空氣，電控單元23根據曲軸10傳來的曲軸轉角信號控制柴油噴油器2噴入柴油，柴油壓縮燃燒使得混合氣膨脹做功，通過柴油缸活塞7、柴油缸活塞銷8、柴油缸連桿9和曲軸10將能量儲存在飛輪11中；電控單元23給出信號控制測試燃料缸進氣門18、排氣門21的開閉時刻為測試燃料缸供應新鮮空氣，飛輪11釋放能量，通過測試燃料連桿12、測試燃料活塞銷13、測試燃料活塞14壓縮新鮮空氣，電控單元23根據用戶的需求控制測試燃料噴油器19的噴油時刻，隨后的壓縮燃燒過程特征參數由石英視窗16處安裝的內窺鏡和缸壓傳感器15檢測，缸壓傳感器測量缸內壓力，可由此計算缸內壓力升高率、指示熱效率以研宄燃燒放熱規律，內窺鏡可實時檢測燃燒始點，從而研宄試驗燃料的滯燃期，根據上述參數并可深入研宄測試燃料的爆震特性；通過更換測試燃料活塞14的活塞頭部1403，得到不同的燃燒室1402和不同的火力岸高度，從而實現不同壓縮比的壓縮燃燒。
[0016]通過本雙缸快速壓縮膨脹燃燒機的運行，可實現不同壓力下不同壓縮比、不同當量比的測試液體燃料壓縮自燃過程，通過柴油缸動力持續輸出，可實現測試燃料缸的循環壓縮，測量周期短；通過缸壓傳感器和石英窗口處安裝的內窺鏡能夠實現燃燒過程的記錄，可以得到測試燃料壓燃過程的滯燃期、壓力升高率曲線以及放熱規律，進一步可研宄爆震特性，這樣可以完善所測試燃料的化學反應動力學研宄，并為理論建模研宄提供實驗基礎。
【主權項】
1.一種適用于研宄液體替代燃料燃燒過程的雙缸快速壓縮膨脹燃燒機，其特征在于包括氣缸蓋(4)、缸體(6)、曲軸(10)、飛輪(11)、電控單元及顯示儀表(23)，缸體(6)包含柴油缸和測試燃料缸，柴油缸內部配有柴油缸活塞(7)、柴油缸活塞銷(8)、柴油缸連桿(9)、測試燃料缸內部配有測試燃料連桿(12)、測試燃料活塞銷(13)、測試燃料活塞(14);氣缸蓋(4)包括第一進氣道(5)、第一排氣道(22)、第二進氣道(17)、第二排氣道(21)、柴油噴油器(2)、測試燃料噴油器(19)、缸壓傳感器(15)、石英視窗(16); 雙缸快速壓縮膨脹燃燒機自上而下依次是氣缸蓋(4)、缸體(6)、曲軸(10)，氣缸蓋(4)與缸體(6)緊密接合，中間由密封墊密封；缸體(6)包含柴油缸和測試燃料缸，柴油缸內柴油缸活塞(7)通過柴油缸活塞銷(8)與柴油缸連桿(9)連接，測試燃料缸內測試燃料活塞(14)通過測試燃料活塞銷(13)與測試燃料連桿(12)連接，兩個連桿共同與曲軸(10)連接，曲軸末端裝配有飛輪(11);柴油缸內新鮮空氣經過第一進氣道(5)通入、其開閉由第一進氣門(3 )控制，柴油燃燒廢氣經過第一排氣道(22 )排出、其開閉由第一排氣門(I)控制，柴油經柴油噴油器(2)噴入；測試燃料缸內新鮮空氣經過第二進氣道(17)通入、其開閉由第二進氣門(18 )控制，燃燒廢氣經過第二排氣道(21)排出、其開閉由第二排氣門(20 )控制，測試燃料經測試燃料噴油器(19)噴入；測試燃料缸的缸蓋上布置有缸壓傳感器(15)和石英視窗(16)，石英視窗(16)處安裝有內窺鏡。
2.如權利要求1所述的雙缸快速壓縮膨脹燃燒機，其特征在于，測試燃料缸的動力來自于柴油缸，兩缸獨立供油，在柴油缸持續工作時，測試燃料缸能夠實現循環壓縮過程，可重復實驗。
3.如權利要求1所述的雙缸快速壓縮膨脹燃燒機，其特征在于，曲軸轉角位置信號傳入電控單元，電控單元根據曲軸轉角信號分別控制柴油缸和測試燃料缸噴油時刻。
4.如權利要求1所述的雙缸快速壓縮膨脹燃燒機，其特征在于，測試燃料活塞(14)結構包含緊固螺釘(1401)、燃燒室(1402)、活塞頭部(1403)、上氣環(1404)、下氣環(1405)、油環(1406)和活塞基部(1407);活塞頭部(1403)和活塞基部(1407)通過緊固螺釘(1401)連接，活塞頭部(1403)上設有燃燒室(1402)，活塞基部(1407)上設有上氣環(1404)、下氣環(1405)、油環(1406)； 缸活塞頭部(1403)可更換，通過更換測試燃料缸活塞頭部(1403)可實現不同的燃燒室形狀及壓縮比的壓燃試驗研宄。
5.一種使用如權利要求1所述的雙缸快速壓縮膨脹燃燒機的控制方法，其特征在于:工作時，由電控單元(23 )給出信號控制柴油缸進氣門(5 )、排氣門(I)的開閉時刻為柴油缸供應新鮮空氣，電控單元(23)根據曲軸(10)傳來的曲軸轉角信號控制柴油噴油器(2)噴入柴油，柴油壓縮燃燒使得柴油缸內混合氣膨脹做功，通過柴油缸活塞(7)、柴油缸活塞銷(8)、柴油缸連桿(9)和曲軸(10)將能量儲存在飛輪(11)中；電控單元(23)給出信號控制測試燃料缸進氣門(18)、排氣門(21)的開閉時刻為測試燃料缸供應新鮮空氣，飛輪(11)釋放能量，通過測試燃料連桿(12)、測試燃料活塞銷(13)、測試燃料活塞(14)壓縮新鮮空氣，電控單元(23)根據用戶的需求，控制測試燃料噴油器(19)的噴油時刻，隨后的壓縮燃燒過程特征及其參數由石英視窗(16)處安裝的內窺鏡和缸壓傳感器(15)實時監測和檢測，缸壓傳感器測量缸內壓力，可由此計算缸內壓力升高率、指示熱效率以研宄燃燒放熱規律，內窺鏡可實時檢測燃燒始點，從而研宄試驗燃料的滯燃期，根據上述參數并可深入研宄測試燃料的爆震特性；通過更換測試燃料活塞(14)的活塞頭部(1403)，得到不同的燃燒室(1402)和不同的火力岸高度，從而實現不同壓縮比的壓縮燃燒。
【專利摘要】本發明公開了一種雙缸快速壓縮膨脹燃燒機及其方法。包括氣缸蓋、缸體、曲軸、飛輪、電控單元及顯示儀表。缸體上布置有柴油缸和測試燃料缸，氣缸內均包含活塞、活塞銷、連桿，通過各自連桿共同連接到曲軸上。氣缸蓋上布置有對應于兩個氣缸的進、排氣道，進、排氣門和噴油器，在測試燃料側氣缸蓋上還布置有缸壓傳感器和石英視窗，石英視窗處安裝有內窺鏡。此快速壓縮膨脹燃燒機的電控單元可根據曲軸轉角信號分別控制柴油缸和測試燃料缸噴油時刻。本發明的雙缸快速壓縮膨脹燃燒機利用柴油缸驅動測試燃料的壓縮燃燒，可重復實驗，通過更換測試燃料活塞頭部及變更其火力岸高度實現壓縮比可調，根據缸壓傳感器和內窺鏡監測燃燒過程狀態參數。
【IPC分類】G01R31-12
【公開號】CN104808118
【申請號】CN201510149068
【發明人】許滄粟, 胡洋洋, 麻劍, 謝陽, 羅麒元, 王洪濤, 劉陽訓, 周旋
【申請人】浙江大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月1日