專利名稱：一種可變視場的光學(xué)發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車發(fā)動機燃燒診斷，具體涉及光學(xué)發(fā)動機。
背景技術(shù)：
光學(xué)發(fā)動機可以利用光學(xué)可視化技術(shù)診斷分析缸內(nèi)狀態(tài)，對發(fā)動機的燃燒設(shè)計與燃燒優(yōu)化給予指導(dǎo)。目前，國內(nèi)外很多內(nèi)燃機研究機構(gòu)都建立相應(yīng)的光學(xué)發(fā)動機可視化測量平臺，在發(fā)動機燃燒理論和發(fā)動機設(shè)計上起到了重要作用。光學(xué)發(fā)動機的主要目的是在盡可能接近實際發(fā)動機運行的條件下，在發(fā)動機上開啟可視化窗口，來獲得發(fā)動機運轉(zhuǎn)時-缸內(nèi)的信息，經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，加長活塞式發(fā)動機成為了典型的光學(xué)發(fā)動機模式。瑞典隆德大學(xué) Anders Hultqvist, Magnus Christensen, "The HCCI Combustion Process in a Single Cycle-High-Speed Fuel Tracer LIF and Chemiluminescence Imaging"SAE Paper No :2002-01-0424, 2002. 。 H-PerssonjA-Hultqvist^iInvestigiition of the Early Flame Development in Spark Assisted HCCI Combustion Using High Speed Chemiluminescence Imaging, SAE Paper NO :2007-01-0212,2007。
機上采用高速燃油示蹤粒子激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)和化學(xué)發(fā)光成像技術(shù)研究均質(zhì)壓燃的燃燒過程，SAE論文編號2002-01-0424。利用高速化學(xué)發(fā)光成像技術(shù)研究火花輔助均質(zhì)壓燃早期火焰發(fā)展過程，SAE論文編號2007-01-0212。)是目前將光學(xué)發(fā)動機與光學(xué)測量手段有效結(jié)合的大學(xué)之一，其設(shè)計制作的三套光學(xué)發(fā)動機系統(tǒng)都是采用加長活塞的模式，主要用于兩種測量需求一種是環(huán)形玻璃式光學(xué)發(fā)動機，在加長活塞缸套與發(fā)動機缸蓋之間加入了一塊環(huán)形石英玻璃，為激光的入射提供光路，該類型發(fā)動機可以通過環(huán)形石英玻璃提供較大的缸內(nèi)視場，主要用于混合氣(燃油、空燃比等)分布的水平方向和垂直方向二維激光測量，但是由于環(huán)形玻璃的存在限制了發(fā)動機所能承受的機械強度，在發(fā)動機著火狀態(tài)下環(huán)形玻璃易產(chǎn)生破碎，故一般用于發(fā)動機倒拖非著火情況下缸內(nèi)狀態(tài)的測量。另一種為平面玻璃鑲嵌式光學(xué)發(fā)動機，在加長活塞缸套與缸蓋之間主要為金屬缸套，金屬缸套四周掏孔，嵌入平面石英玻璃，相對于直接使用環(huán)形玻璃，該光學(xué)發(fā)動機可以承受較高的爆發(fā)壓力，實現(xiàn)燃燒情況下的激光可視化測量，但是鑲嵌的平面玻璃在視場上要小于環(huán)形石英玻璃，所以在二維激光測量中，該發(fā)動機可以拍攝的有效區(qū)域較小。法國石油天然氣研 ft Φ B. Thirouard, J. Cherel, “ Investigation of Mixture Quality Effect on CAI Combustion” SAE Paper NO :2005-01-0141, 2005。(混合程度對可控壓燃燃燒的影響， SAE論文編號2005-01-0141。)也利用光學(xué)發(fā)動機進行發(fā)動機燃燒理論的研究，其結(jié)構(gòu)類似于平面玻璃鑲嵌式光學(xué)發(fā)動機，其主要特點平面玻璃不是鑲嵌在缸套上，而是鑲嵌在缸蓋側(cè)面，其視場可以直接觀測到燃燒室。密歇根大學(xué)David L. Reuss “Inhomogeneities in HCCI Combustion :An Imaging Study，，SAE Paper NO :2005-01-2122,2005。(對均質(zhì)壓燃技術(shù)不均勻性的圖像研究，SAE論文編號2005-01-212 與拉夫堡大學(xué)Paul Osei-Owusu, Rui Chen,“A CFD Model with Optical Validation on In—cylinderCharge Performance of CAI Engines" SAE Paper 2008-01-0045，2008。(利用光學(xué)驗證的CFD模型研究可控壓燃發(fā)動機的充量作用，SAE論文，編號2008-01-004 在光學(xué)發(fā)動機方面一直走在世界的前列，其光學(xué)發(fā)動機的最大的特點是缸套采用全透明石英玻璃， 即環(huán)形玻璃式光學(xué)發(fā)動機中環(huán)形石英玻璃高度大于發(fā)動機的沖程，為光學(xué)測量提供了足夠大的視場，但是該類型光學(xué)發(fā)動機對光學(xué)石英玻璃加工的要求極高，易產(chǎn)生破碎，同時全透明石英玻璃與實際發(fā)動機的缸壁溫度等邊界條件相差較多，無法真實反映缸內(nèi)的情況。其他大學(xué)如斯坦福大學(xué) David A. Rothamer,"Simultaneous imaging of exhaust gas residuals and temperature during HCCI combustion",Proceedings of the Combustion Institute32 (2009) 2869-2876.(均質(zhì)壓燃過程中殘余廢氣與溫度的同時成像測量，燃燒學(xué)會議論文集32 00090869-2876。)威斯康星大學(xué)等也都采用與上文類似的加長活塞式光學(xué)發(fā)動機機構(gòu)。公告號為CN200946525，其公告日為2007年9月12日的中國實用新型專利公開了一種《高速小缸徑光學(xué)發(fā)動機裝置》其技術(shù)方案是利用加長活塞及安裝的45度反射鏡形成一個觀察窗口，采用金屬缸套，利用直接的燃燒可視化研究湍流預(yù)混燃燒。公開號為 CN201687573U，其公告日為2010年12月四日的中國實用新型專利公開了一種《光學(xué)發(fā)動機》，是采用類似機構(gòu)提供發(fā)動機在燃用不同燃料和在不同燃燒室下的不同燃燒方式。以上兩個專利的光學(xué)發(fā)動機只存在一個觀察窗口，缸套和缸蓋都是采用金屬制品(金屬缸套式光學(xué)發(fā)動機)并沒有為激光測量技術(shù)提供激光的進入光路，因而上述2項專利的技術(shù)方案無法使用激光粒子測速技術(shù)、激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)等激光測量技術(shù)，通常只能用于燃燒過程的觀測。公開號為CN101608575，其
公開日為2009年12月23日的中國專利申請公開了一種《一種光學(xué)發(fā)動機》，采用透明缸套設(shè)計，以及加長活塞設(shè)計形成兩個觀察光路，可以利用激光可視化測量技術(shù)研究缸內(nèi)流場及充量分布。屬于環(huán)形玻璃式光學(xué)發(fā)動機，但是由于其大面積的石英玻璃存在，無法應(yīng)用于燃燒情況下的光學(xué)測量。燃燒診斷是利用光學(xué)發(fā)動機進行研究的主要目的，發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中的混合過程和燃燒過程都是光學(xué)發(fā)動機的測量內(nèi)容，而目前光學(xué)發(fā)動機由于玻璃制品的存在，在視場與機械強度上無法兼顧。同時由于光學(xué)發(fā)動機在設(shè)計加工完成后，視場無法改變，導(dǎo)致一臺光學(xué)發(fā)動機無法滿足燃燒診斷所需要的多種測量需求。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種適配缸套式光學(xué)發(fā)動機。解決目前一臺光學(xué)發(fā)動機無法同時滿足多種測量需求的問題，通過對缸套集成設(shè)計和適配設(shè)計，實現(xiàn)各種測量需求的可配置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種可變視場的光學(xué)發(fā)動機予以實現(xiàn)的技術(shù)方案是包括發(fā)動機的缸體、缸蓋和加長活塞，所述加長活塞的中間部位為鏤空結(jié)構(gòu)，在該鏤空結(jié)構(gòu)形成的空間內(nèi)放置一反射鏡，所述加長活塞的頂面通過壓蓋固定有一圓形平面石英玻璃；所述缸體的上部固定有一導(dǎo)向底座，所述導(dǎo)向底座和所述缸蓋之間固定有一缸套，所述缸套與所述導(dǎo)向底座為滑動配合，所述缸套的上部機體內(nèi)設(shè)有水套；所述缸套包括三個，三個缸套的高度一致及每個缸套與其上部的缸蓋和其下部的導(dǎo)向底座之間的連接方式及幾何尺寸均相同以保證三個缸套具有互換性；三個缸套分別是金屬加長缸套、環(huán)形石英玻璃缸套和平面鑲嵌玻璃式缸套，通過更換使用上述三個缸套實現(xiàn)光學(xué)發(fā)動機的可變視場。本發(fā)明一種可變視場的光學(xué)發(fā)動機中，在所述導(dǎo)向底座與所述缸蓋之間固定的缸套為金屬加長缸套，所述金屬加長缸套的頂面與所述圓形平面石英玻璃的頂面平齊，所述金屬加長缸套與所述加長活塞之間設(shè)有氣環(huán)和潤滑環(huán)，通過圓形平面石英玻璃和反射鏡進行的燃燒直接可視化觀測。本發(fā)明一種可變視場的光學(xué)發(fā)動機中，在所述導(dǎo)向底座與所述缸蓋之間固定的缸套為環(huán)形石英玻璃缸套，所述環(huán)形石英玻璃缸套的頂部外周邊設(shè)有4個支柱，所述4個支柱與所述圓形平面石英玻璃之間設(shè)有一環(huán)形石英玻璃，所述4個支柱的頂面高于所述環(huán)形玻璃的頂面；通過環(huán)形石英玻璃形成的可視化面積，用來進行水平面和垂直面的發(fā)動機非著火倒拖工況下的缸內(nèi)流場及濃度溫度場激光測量。本發(fā)明一種可變視場的光學(xué)發(fā)動機中，在所述導(dǎo)向底座與所述缸蓋之間固定的缸套為平面鑲嵌玻璃式缸套，所述平面鑲嵌玻璃式缸套的上部側(cè)面設(shè)有兩個與缸套對稱面對稱的玻璃窗口，兩個玻璃窗口為鑲嵌的石英玻璃，所述石英玻璃均為外側(cè)面為平面，內(nèi)側(cè)面為與發(fā)動機的缸體內(nèi)表面具有相同弧度的弧面；激光片光源通過一側(cè)的玻璃窗口進入燃燒室，并從另一側(cè)相對的玻璃窗口的外側(cè)為平面的石英玻璃射出，激光片所經(jīng)過區(qū)域的反應(yīng)光穿過加長活塞頂部的圓形平面石英玻璃，經(jīng)反射鏡被相機所接收。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是在某四缸原型機缸體其中一缸的活塞上方連接加長活塞，加長活塞中間鏤空，鏤空處用來放置45度反射鏡，加長活塞頂部為平面光學(xué)石英玻璃。加長活塞外部的加長缸套與缸蓋連接固定，加長缸套與缸體之間設(shè)計有導(dǎo)向底座。加長缸套可以沿導(dǎo)向底座方向滑動，方便了缸套的拆裝。加長缸套設(shè)計有三種模式金屬缸套、環(huán)形石英玻璃缸套、平面玻璃鑲嵌缸套，三種加長缸套經(jīng)過集成設(shè)計和適配設(shè)計具有以下優(yōu)點現(xiàn)有技術(shù)中一般將玻璃窗口或玻璃窗口載體與缸套系統(tǒng)分離，即玻璃窗口或玻璃窗口載體上方與發(fā)動機缸蓋連接，下方與缸套連接。集成設(shè)計中將加長缸套直接作為各種玻璃窗口的載體，即發(fā)動機缸蓋直接與加長缸套連接，而加長缸套除了具有缸套的作用外，也成為了玻璃窗口的載體。三種加長缸套總體高度一致，與上部缸蓋的連接以及與下部導(dǎo)向底座的連接都采用相同的方式和尺寸。保證了三種缸套的適配性。集成設(shè)計和適配設(shè)計中需要保證帶有玻璃的加長缸套可以承受一定程度的機械強度，滿足實驗的需求，同時在為玻璃窗口提供空間的同時需保證水套的空間，必要的水套空間可以使發(fā)動機的邊界條件更接近真實的金屬發(fā)動機。針對不同的測量需求本發(fā)明中設(shè)計了具有互換性的三種缸套，具體用途如下1、環(huán)形石英玻璃缸套上部可以安裝環(huán)形石英玻璃環(huán)，具有較大的可視化面積，主要用來進行水平面和垂直面的發(fā)動機非著火倒拖工況下的缸內(nèi)流場及濃度溫度場激光測量。2、金屬缸套采用全金屬設(shè)計，可以通過加長活塞頂部的石英玻璃和45度反射鏡進行的燃燒直接可視化觀測。3、平面玻璃鑲嵌缸套是在加長缸套兩側(cè)開啟玻璃視窗，在采用激光測試技術(shù)時，需要將激光片光源打入燃燒室，該缸套的設(shè)計提供了激光入射的光路，同時具有較高的機 械強度，可用于進行燃燒情況下的水平面的激光可視化技術(shù)測量。綜上，本發(fā)明提供了一種燃燒優(yōu)化所需要光學(xué)發(fā)動機系統(tǒng)，在一臺光學(xué)發(fā)動機上 通過缸套的集成和適配實現(xiàn)玻璃視場的變化，滿足多種測量的需求。


圖1-1是本發(fā)明中帶有金屬加長缸套的光學(xué)發(fā)動機的裝配示意圖；圖1-2是本發(fā)明中ー種金屬加長缸套的俯視圖；圖2-1是本發(fā)明中ー種平面玻璃鑲嵌缸套的主視圖；圖2-2是圖2-1所示缸套的側(cè)視圖；圖2-3是圖2-1所示缸套的俯視圖；圖2-4是圖2-3中A-A剖切位置的剖視圖；圖2-5是本發(fā)明中帶有平面鑲嵌玻璃式缸套的光學(xué)發(fā)動機的裝配示意圖；圖3-1是本發(fā)明中帶有環(huán)形玻璃缸套的光學(xué)發(fā)動機的裝配示意圖；圖3-2是本發(fā)明中一種環(huán)形石英玻璃缸套的主視剖視；圖3-3是圖3-2所示缸套的俯視圖；圖3-4是圖3-2所示缸套的側(cè)視圖。圖中1——紅蓋2——金屬加長缸套3——壓蓋4——活塞環(huán)槽5——加長活塞6——反射鏡7——圓形石英玻璃8——導(dǎo)向底座9——紅體10——螺紋孔11——接ロ12——連接孔13——環(huán)形石英玻璃14——環(huán)形石英玻璃缸套 15——支柱16——玻璃窗ロ17——平面鑲嵌玻璃式缸套
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進ー步詳細地描述。如圖1-1所示，本發(fā)明ー種可變視場的光學(xué)發(fā)動機，包括發(fā)動機的缸體9、缸蓋1和 加長活塞5，所述加長活塞5的中間部位為鏤空結(jié)構(gòu)，在該鏤空結(jié)構(gòu)形成的空間內(nèi)放置一反 射鏡6，所述加長活塞5的頂面設(shè)有一圓形平面石英玻璃7，；所述缸體9的上部固定有ー導(dǎo) 向底座8，所述導(dǎo)向底座8和所述缸蓋1之間固定有一缸套，所述缸套與所述導(dǎo)向底座8為 滑動配合，所述缸套的上部機體內(nèi)設(shè)有水套3，水套腔體通過接ロ 11與發(fā)動機水循環(huán)系統(tǒng) 連接，在發(fā)動機運行中水套中存在高溫循環(huán)水，模擬真實發(fā)動機的邊界條件；所述缸套包括 三個，三個缸套的高度一致及每個缸套與其上部的缸蓋和其下部的導(dǎo)向底座之間的連接方 式及幾何尺寸均相同以保證三個缸套具有互換性；三個缸套分別是金屬加長缸套、環(huán)形石 英玻璃缸套14和平面鑲嵌玻璃式缸套，通過更換使用上述三個缸套實現(xiàn)光學(xué)發(fā)動機的可 變視場。如圖1-1所示，本發(fā)明可變視場的光學(xué)發(fā)動機，其中，在所述導(dǎo)向底座8與所述缸 蓋1之間固定的缸套為金屬加長缸套，所述金屬加長缸套的頂面與所述圓形平面石英玻璃7的頂面平齊，所述金屬加長缸套與所述加長活塞5之間設(shè)有氣環(huán)和潤滑環(huán)，通過圓形平面石英玻璃7和反射鏡6進行的燃燒直接可視化觀測。如圖2-5所示，本發(fā)明可變視場的光學(xué)發(fā)動機，其中，在所述導(dǎo)向底座8與所述缸蓋1之間固定的缸套為平面鑲嵌玻璃式缸套，如圖2-1、圖2-2、圖2-3和圖2-4所示，所述平面鑲嵌玻璃式缸套17的上部側(cè)面設(shè)有兩個與缸套對稱面對稱的玻璃窗口 16，兩個玻璃窗口 16為鑲嵌的石英玻璃，所述石英玻璃均為外側(cè)面為平面，內(nèi)側(cè)面為與發(fā)動機的缸體內(nèi)表面具有相同弧度的弧面；該平面玻璃鑲嵌缸套是在加長缸套兩側(cè)開啟玻璃視窗，在采用激光測試技術(shù)時，需要將激光片光源打入燃燒室，該平面玻璃鑲嵌缸套的設(shè)計提供了激光入射的光路，同時具有較高的機械強度，可用于進行燃燒情況下的水平面的激光可視化技術(shù)測量。如圖3-1所示，本發(fā)明可變視場的光學(xué)發(fā)動機，其中，在所述導(dǎo)向底座8與所述缸蓋1之間固定的缸套為環(huán)形石英玻璃缸套14，如圖3-2、圖3-3和圖3-4所示，所述環(huán)形石英玻璃缸套14的頂部外周邊設(shè)有4個支柱15，所述4個支柱15與所述圓形平面石英玻璃 7之間設(shè)有一環(huán)形石英玻璃13，所述4個支柱15的頂面高于所述環(huán)形玻璃的頂面；通過環(huán)形石英玻璃13形成了一較大的可視化面積，主要用來進行水平面和垂直面的發(fā)動機非著火倒拖工況下的缸內(nèi)流場及濃度溫度場激光測量。實施例原型機某缸活塞與加長活塞5螺紋連接，加長活塞5頂部開有玻璃槽，用于放置圓形圓形平面石英玻璃7，石英玻璃壓板3與加長活塞螺紋連接，將圓形圓形平面石英玻璃7 固定在加長活塞5的頂部。同時控制加長活塞的長度，保證發(fā)動機的壓縮比。加長活塞5 上開有活塞環(huán)槽4，用于安裝氣環(huán)及潤滑用石墨環(huán)，氣環(huán)可以保證發(fā)動機的密封性，而石墨環(huán)的安裝保證加長活塞與缸套的潤滑。加長活塞外部套有金屬加長缸套2，金屬加長缸套2上有4個螺紋孔10，如圖1_2 所示，金屬加長缸套2與缸蓋1通過4個缸蓋螺栓連接，金屬加長缸套2中帶有水套3，在發(fā)動機運行中水套3中存在高溫循環(huán)水，模擬真實發(fā)動機的邊界條件。同時金屬加長缸套2設(shè)置有與缸蓋潤滑油系統(tǒng)的連接孔12，外接潤滑油路對缸蓋進行潤滑。金屬加長缸套2下部與導(dǎo)向底座8相連，導(dǎo)向底座8與缸體9相連，同時導(dǎo)向底座8可以與金屬加長缸套2之間相對滑動，發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中可以通過導(dǎo)向底座8上部的螺紋孔10與加長缸套固定，而發(fā)動機試驗后可以將金屬加長缸套2向下滑動，為光學(xué)發(fā)動機玻璃窗口 16的清洗提供空間。圖1-1中，金屬加長缸套2上沒有設(shè)置側(cè)面的光學(xué)窗口，唯一的光學(xué)通道是設(shè)置在加長活塞5頂部的圓形平面石英玻璃7，發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中缸內(nèi)燃燒所發(fā)出的光可以通過穿過圓形平面石英玻璃7，經(jīng)過45度反射鏡6，從而被相機接受。其中反射鏡6與缸體9連接，加長活塞5的中間部位是鏤空的，為反射鏡6的放置提供了空間。圖2-5中，缸套是一平面鑲嵌玻璃式缸套17，在該平面鑲嵌玻璃式缸套17的頂部設(shè)有與缸蓋1上連接孔向?qū)?yīng)的用于與缸蓋1連接的螺紋孔10，平面鑲嵌玻璃式缸套17上部的側(cè)面設(shè)有兩個與缸套對稱面對稱的玻璃窗口 16，兩個玻璃窗口 16內(nèi)鑲嵌的玻璃均為外側(cè)面為平面，內(nèi)側(cè)面為與發(fā)動機缸體內(nèi)表面具有相同弧度的弧面，平面鑲嵌玻璃式缸套 17中也具有水套。在實驗中，激光片光源通過一側(cè)的玻璃窗口 16進入燃燒室8，并從另一側(cè)相對的平面玻璃射出，激光片所經(jīng)過區(qū)域的反應(yīng)光(如熒光信號)可以穿過圓形平面石英玻璃7，經(jīng)反射鏡6被相機所接收。圖3-1中，缸套為一環(huán)形石英玻璃缸套14，該環(huán)形石英玻璃缸套14上部設(shè)有4個支柱15，4個支柱15中間的凹陷部位放置有一環(huán)形石英玻璃13，同時，4個支柱15也具有支撐作用，使缸蓋1不直接作用于環(huán)形石英玻璃13上，以避免環(huán)形石英玻璃13發(fā)生破碎的可能。實驗過程中，激光片光源可以在水平方向和垂直方向進入缸內(nèi)。當(dāng)激光片光源以水平方向穿過環(huán)形石英玻璃13進入缸內(nèi)時，光接收過程與圖2-1 —致。當(dāng)激光片光源以垂直方向穿過環(huán)形石英玻璃13進入缸內(nèi)時，應(yīng)在環(huán)形石英玻璃13與片光源垂直的一側(cè)接收反應(yīng)光。盡管上面結(jié)合圖對本發(fā)明進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可變視場的光學(xué)發(fā)動機，包括發(fā)動機的缸體(9)、缸蓋(1)和加長活塞(5)，所述加長活塞(5)的中間部位為鏤空結(jié)構(gòu)，在該鏤空結(jié)構(gòu)形成的空間內(nèi)放置一反射鏡(6)，所述加長活塞(5)的頂面通過壓蓋(3)固定有一圓形平面石英玻璃(7)；其特征在于所述缸體(9)的上部固定有一導(dǎo)向底座(8)，所述導(dǎo)向底座(8)和所述缸蓋(1)之間固定有一缸套，所述缸套與所述導(dǎo)向底座(8)為滑動配合，所述缸套的上部機體內(nèi)設(shè)有水套 ⑶；所述缸套包括三個，三個缸套的高度一致及每個缸套與其上部的缸蓋和其下部的導(dǎo)向底座之間的連接方式及幾何尺寸均相同以保證三個缸套具有互換性；三個缸套分別是金屬加長缸套O)、環(huán)形石英玻璃缸套(14)和平面鑲嵌玻璃式缸套(17)，通過更換使用上述三個缸套實現(xiàn)光學(xué)發(fā)動機的可變視場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變視場的光學(xué)發(fā)動機，其特征在于在所述導(dǎo)向底座(8) 與所述缸蓋(1)之間固定的缸套為金屬加長缸套，所述金屬加長缸套的頂面與所述圓形平面石英玻璃(7)的頂面平齊，所述金屬加長缸套與所述加長活塞( 之間設(shè)有氣環(huán)和潤滑環(huán)，通過圓形平面石英玻璃(7)和反射鏡(6)進行的燃燒直接可視化觀測。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變視場的光學(xué)發(fā)動機，其特征在于在所述導(dǎo)向底座(8) 與所述缸蓋(1)之間固定的缸套為環(huán)形石英玻璃缸套(14)，所述環(huán)形石英玻璃缸套(14)的頂部外周邊設(shè)有與缸蓋上安裝孔位置一致的4個支柱(15)，所述4個支柱(1 中央位置形成一凹陷區(qū)，所述凹陷區(qū)內(nèi)設(shè)有一環(huán)形石英玻璃(13)，所述4個支柱(1 的頂面高于所述環(huán)形玻璃的頂面；通過環(huán)形石英玻璃(1 形成的可視化面積，用來進行水平面和垂直面的發(fā)動機非著火倒拖工況下的缸內(nèi)流場及濃度溫度場激光測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變視場的光學(xué)發(fā)動機，其特征在于在所述導(dǎo)向底座(8) 與所述缸蓋(1)之間固定的缸套為平面鑲嵌玻璃式缸套(17)，所述平面鑲嵌玻璃式缸套 (17)的上部側(cè)面設(shè)有兩個與缸套對稱面對稱的玻璃窗口(16)，兩個玻璃窗口(16)為鑲嵌的石英玻璃，所述石英玻璃均為外側(cè)面為平面，內(nèi)側(cè)面為與發(fā)動機的氣缸內(nèi)表面具有相同弧度的弧面；激光片光源通過一側(cè)的玻璃窗口(16)進入氣缸內(nèi)，并從另一側(cè)相對的玻璃窗口(16)的外側(cè)為平面的石英玻璃射出，激光片所經(jīng)過區(qū)域的反應(yīng)光穿過加長活塞頂部的圓形平面石英玻璃(7)，經(jīng)反射鏡(6)被相機所接收。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可變視場的光學(xué)發(fā)動機，包括發(fā)動機的缸體、缸蓋和加長活塞，加長活塞的中間部位為鏤空結(jié)構(gòu)，在該鏤空結(jié)構(gòu)形成的空間內(nèi)放置一反射鏡，加長活塞的頂面設(shè)有一圓形平面石英玻璃；缸體的上部固定有一導(dǎo)向底座，導(dǎo)向底座和缸蓋之間固定有一缸套；缸套包括三個，三個缸套的高度一致及每個缸套與其上部的缸蓋和其下部的導(dǎo)向底座之間的連接方式及幾何尺寸均相同以保證三個缸套具有互換性；三個缸套分別是金屬加長缸套、環(huán)形石英玻璃缸套和平面鑲嵌玻璃式缸套，通過更換使用上述三個缸套實現(xiàn)光學(xué)發(fā)動機的可變視場。解決了目前一臺光學(xué)發(fā)動機無法同時滿足多種測量需求的問題，通過對缸套集成設(shè)計和適配設(shè)計，實現(xiàn)各種測量需求的可配置。
文檔編號F02F3/00GK102297036SQ20111026247
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者宋東先, 謝輝, 鄒慶武 申請人:天津大學(xué)