專利名稱：一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)較少，主要用于研究缸內(nèi)的燃燒情況。按透明的窗口 的位置主要有兩類， 一類采用透明活塞，由于透明活塞的固定問題，透明活塞 只能是盡可能大，所以這種方式光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)僅能看到燃燒室內(nèi)部分的流場(chǎng)或者 燃燒。另一類在采用透明活塞的基礎(chǔ)上，增加一段很短的透明石英缸套，由于 透明石英玻璃缸套非常容易被一般活塞環(huán)刮傷，而活塞環(huán)在兩個(gè)不同介質(zhì)間運(yùn) 動(dòng)，也非常難保證運(yùn)動(dòng)的平順還容易損壞活塞環(huán)或者光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)本體，所以一 般情況下活塞環(huán)都運(yùn)動(dòng)不到透明石英玻璃的位置。為了保證光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系 統(tǒng)參數(shù)和原發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)的一致性，和石英玻璃材質(zhì)強(qiáng)度問題，目前大部分 應(yīng)用在光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)的石英玻璃缸套都很短，觀察范圍非常有限。 綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在如下技術(shù)問題
(1) 現(xiàn)有技術(shù)中采用透明活塞的方案，其觀察受限；
(2) 采用較短的透明缸套的方案，運(yùn)動(dòng)不平順易造成損壞且觀察也受限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其在發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體、缸蓋之間設(shè) 置透明缸套，活塞為發(fā)動(dòng)機(jī)原有活塞，所述透明缸套的長(zhǎng)度大于發(fā)動(dòng)機(jī)沖程。 具體提供一種基于多缸原型機(jī)快速改造的光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其適合研究發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi) 流場(chǎng)、噴霧以及混合氣的形成，特別是研究缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)混合 氣的形成。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度在2000r/min以內(nèi)。具體技術(shù)方案如下
一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其在發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體、缸蓋之間設(shè)置透明缸套，活塞為發(fā) 動(dòng)機(jī)原有活塞，所述透明缸套的長(zhǎng)度大于發(fā)動(dòng)機(jī)沖程。 所述發(fā)動(dòng)機(jī)為多缸原型機(jī)。 所述透明缸套為透明石英玻璃缸套。 還包括活塞環(huán)，其材質(zhì)為石墨。 透明缸套與發(fā)動(dòng)機(jī)缸套內(nèi)徑相等。
對(duì)應(yīng)透明缸套的長(zhǎng)度，活塞采用相應(yīng)加長(zhǎng)連桿。 缸體、缸蓋之間的透明缸套采用螺栓固定連接。
還包括同軸套，其安裝在缸體上，用于確保透明缸套和原缸套的同軸度。 透明缸套的長(zhǎng)度大于發(fā)動(dòng)機(jī)沖程和活塞最后一道環(huán)到活塞頂面的距離之和。
還包括一外接管路，其一端連接至缸體原主油道，另一端連接缸蓋原主油 道，用于對(duì)缸蓋進(jìn)行潤(rùn)滑。
還包括一第二外接管路，其一端連接缸蓋回油孔，另一端連接缸體回油孔， 用于缸蓋的回油。
還包括機(jī)油泵和曲軸箱，曲軸連桿的潤(rùn)滑采用缸體原潤(rùn)滑油道進(jìn)行潤(rùn)滑。 在原有的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋系統(tǒng)，缸體、曲軸箱系統(tǒng)，活塞等零部件不變，缸體、 缸蓋之間加入透明石英玻璃缸套，通過透明石英玻璃，可以檢測(cè)缸內(nèi)的流場(chǎng)、 噴霧以及混合氣的形成；石英玻璃缸套內(nèi)徑和發(fā)動(dòng)機(jī)缸套內(nèi)徑相等，石英玻璃 缸套的長(zhǎng)度大于發(fā)動(dòng)機(jī)沖程，保證了活塞環(huán)整個(gè)行程在缸套中運(yùn)行；由于石英 玻璃缸套比較容易被刮傷，活塞環(huán)采用石墨材質(zhì)，保證了石英玻璃缸套不被刮 傷，同時(shí)石墨具有自潤(rùn)滑作用和較好熱傳導(dǎo)系數(shù)，保證了活塞環(huán)和透明缸套之間的潤(rùn)滑，同時(shí)對(duì)降低透明缸套由于摩擦引起的溫度升高有一定的意義；活塞
采用原活塞，由于采用透明缸套引起長(zhǎng)度增加，通過加長(zhǎng)連桿來進(jìn)行補(bǔ)充，很
大程度上減輕了活塞連桿機(jī)構(gòu)的重量；為了保持透明缸套和原缸套的同軸度設(shè) 計(jì)了同軸套。
與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明
1. 在原型機(jī)上進(jìn)行改造，采用透明石英玻璃缸套，石墨活塞環(huán)；
2. 采用原型機(jī)活塞，保持活塞頂面形狀不變，即可保證光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比原發(fā) 動(dòng)機(jī)一致，又可驗(yàn)證活塞頂面形狀對(duì)缸內(nèi)氣流、噴霧以及混合氣形成的影響；
3. 透明缸套長(zhǎng)度大于發(fā)動(dòng)機(jī)沖程，保證活塞環(huán)僅在透明缸套內(nèi)運(yùn)動(dòng)，避免活塞 環(huán)在不同材質(zhì)的缸套中運(yùn)動(dòng)帶來的不良影響；
4. 很大程度上，保留光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)參數(shù)和實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)參數(shù)的 一致性，提高試驗(yàn)結(jié)果可信度和參考價(jià)值。


圖1為本發(fā)明整體視圖
圖2為活塞連桿機(jī)構(gòu)示意圖
圖3為同軸套示意圖
圖中
1.缸蓋系統(tǒng)；2.透明缸套；3.活塞；4.加長(zhǎng)連桿；5.缸體；6曲軸箱系統(tǒng)；
7.同軸套
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實(shí)施方式中的一種 優(yōu)選實(shí)施例。
如圖1所示，該光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)主要在多缸原型機(jī)上進(jìn)行改造，在多缸原型機(jī)上改造過程中保持原有的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋系統(tǒng)，缸體、曲軸箱系統(tǒng)，活塞等零部件 大部分零部件不變，缸體、缸蓋之間加入透明石英玻璃缸套，并用螺栓固定連
接，改造后的光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)最大運(yùn)行速度2000r/min主要用于研究發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的 流場(chǎng)、噴霧和混合氣的形成等，但不做缸內(nèi)燃燒的研究。采用原型機(jī)活塞，保 持活塞頂面形狀不變，這樣光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比可以得到保證，同時(shí)可以驗(yàn)證活 塞頂面形狀對(duì)缸內(nèi)氣流、噴霧以及混合氣形成的影響。
由于石英玻璃缸套比較容易被刮傷，活塞環(huán)采用石墨材質(zhì)，保證了石英玻 璃缸套不被刮傷，同時(shí)石墨具有自潤(rùn)滑作用和較好熱傳導(dǎo)系數(shù)，保證了活塞 環(huán)和透明缸套之間的潤(rùn)滑，同時(shí)對(duì)降低透明缸套由于摩擦引起的溫度升高有一 定的意義。
透明缸套長(zhǎng)度大于發(fā)動(dòng)機(jī)沖程，保證活塞環(huán)僅在透明缸套內(nèi)運(yùn)動(dòng)，避免活 塞環(huán)在不同材質(zhì)的缸套中運(yùn)動(dòng)帶來的不良影響。
如圖2所示，采用加長(zhǎng)連桿，不采用加長(zhǎng)活塞方式，很大程度上減輕了活 塞連桿機(jī)構(gòu)的重量。
如圖3所示，采用同軸套，以保證透明缸套和原缸套的同軸度。同軸套加 工時(shí)需要安裝在缸體上，和缸體一起加工，加工精度不低于缸套內(nèi)表面的加工 精度。
具體每一構(gòu)件的方式優(yōu)先采用下述方案 1.透明石英玻璃缸套
透明石英玻璃缸套內(nèi)徑和發(fā)動(dòng)機(jī)缸徑相等，石英玻璃缸套的長(zhǎng)度大于發(fā)動(dòng) 機(jī)沖程和活塞最后一道環(huán)到活塞頂面的距離之和，保證活塞環(huán)整個(gè)行程在缸套 中運(yùn)行，活塞環(huán)運(yùn)動(dòng)平順而且不易損壞活塞環(huán)或者光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)本體。同時(shí)，使 得發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的流場(chǎng)的變化在整個(gè)沖程里面均可可視化，便于研究。2. 活塞
由于本光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)主要研究缸內(nèi)流場(chǎng)，噴霧以及混合氣的形成，活塞采用 了原型機(jī)的活塞，減少了零部件開發(fā)，同是可以考察活塞頂面對(duì)缸內(nèi)流場(chǎng)的影 響。
3. 加長(zhǎng)連桿
透明缸套引起缸體缸蓋之間距離的增加，通過加長(zhǎng)連桿來進(jìn)行補(bǔ)充，這種 設(shè)計(jì)比采用加長(zhǎng)活塞，活塞連桿機(jī)構(gòu)的質(zhì)量大大下降，有利于降低發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng) 的震動(dòng)。(如圖2)
4. 同軸套
為了保證活塞連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，減少整個(gè)光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)，透明缸 套和原缸套的同軸度通過同軸套來保證。(如圖3)
5. 光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑
發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油泵仍保留。
缸蓋的潤(rùn)滑通過外接一個(gè)管路，管路一端到缸體原主油道，另一端接缸蓋 原主油道。缸蓋的回油，也通過通過外接管路，管路一端連接缸蓋回油孔，一 端連接缸體回油孔。
曲軸連桿的潤(rùn)滑仍采用缸體原潤(rùn)滑油道進(jìn)行潤(rùn)滑。 活塞環(huán)和缸套之間的潤(rùn)和主要依靠石墨活塞環(huán)的自潤(rùn)滑進(jìn)行。
6. 光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻和加溫
由于本光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)不進(jìn)行燃燒試驗(yàn)，所有主要的熱源來自于摩擦，缸蓋系 統(tǒng)摩擦熱主要通過潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，曲軸連桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)也主要通過潤(rùn)滑系統(tǒng) 進(jìn)行冷卻，透明石英缸套的冷卻主要通過石墨活塞環(huán)傳遞給活塞，由于發(fā)動(dòng)機(jī)
實(shí)際運(yùn)行轉(zhuǎn)速在2000r/min，而且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較短，所以摩擦產(chǎn)生的熱量也非常有限。光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)中的水道在這里主要起到加溫的作用，使得缸內(nèi)的 環(huán)境和發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)相接近。
7.通過缸體、缸蓋間的透明石英玻璃，即可檢測(cè)缸內(nèi)的流場(chǎng)、噴霧以及混
合氣的形成，同時(shí)可以考察活塞對(duì)缸內(nèi)流場(chǎng)，噴霧以及混合氣的形成的影響。 由于很大程度上保留與實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)參數(shù)的一致性，提高光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)試 驗(yàn)結(jié)果可信度和參考價(jià)值。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上 述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或 未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，其在發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體、缸蓋之間設(shè)置透明缸套，活塞為發(fā)動(dòng)機(jī)原有活塞，所述透明缸套的長(zhǎng)度大于發(fā)動(dòng)機(jī)沖程。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)為多ft工 原型機(jī)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述透明缸套 為透明石英玻璃缸套。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包括活塞環(huán)，其 材質(zhì)為石墨。
5、 如權(quán)利要求l， 2, 4中任一項(xiàng)所述的一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，透 明缸套與發(fā)動(dòng)機(jī)缸套內(nèi)徑相等。
6、 如權(quán)利要求l， 2， 4中任一項(xiàng)所述的一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，對(duì) 應(yīng)透明缸套的長(zhǎng)度，活塞采用相應(yīng)加長(zhǎng)連桿。
7、 如權(quán)利要求3所述的一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，缸體、缸蓋之間的 透明缸套采用螺栓固定連接。
8、 如權(quán)利要求l， 2， 4， 7中任一項(xiàng)所述的一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 還包括同軸套，其安裝在缸體上，用于確保透明缸套和原缸套的同軸度。
9、 如權(quán)利要求l， 2， 4， 7中任一項(xiàng)所述的一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 透明缸套的長(zhǎng)度大于發(fā)動(dòng)機(jī)沖程和活塞最后一道環(huán)到活塞頂面的距離之和。
10、 如權(quán)利要求9所述的一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包括一外接管 路，其一端連接至缸體原主油道，另一端連接缸蓋原主油道，用于對(duì)缸蓋進(jìn)fi1 潤(rùn)滑。
11、 如權(quán)利要求10所述的一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包括一第二外 接管路，其一端連接缸蓋回油孔，另一端連接缸體回油孔，用于缸蓋的回油。
12、如權(quán)利要求11或12所述的一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包括禾幾 油泵和曲軸箱，曲軸連桿的潤(rùn)滑采用缸體原潤(rùn)滑油道進(jìn)行潤(rùn)滑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其在發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體、缸蓋之間設(shè)置透明缸套，活塞為發(fā)動(dòng)機(jī)原有活塞，所述透明缸套的長(zhǎng)度大于發(fā)動(dòng)機(jī)沖程。具體提供一種基于多缸原型機(jī)快速改造的光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)，其適合研究發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)流場(chǎng)、噴霧以及混合氣的形成，特別是研究缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣的形成。
文檔編號(hào)F02B77/00GK101608575SQ20091014400
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者魏建城 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司