一種可視化發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立式缸套的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒診斷領(lǐng)域，特別涉及一種可視化發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立式缸套。
【背景技術(shù)】
[0002]可視化發(fā)動(dòng)機(jī)主要是用于研究發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的噴霧情況，混合氣的形成狀況，燃燒火焰結(jié)構(gòu)特征及污染物生成演化歷程情況。典型的可視化發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造特點(diǎn)為采用全透明缸套或部分透明缸套，采用長(zhǎng)活塞中間部位鏤空，活塞的鏤空部位安裝45度反光鏡，活塞的頂部設(shè)有透明石英窗口，然后用激光透過可視化窗口激發(fā)缸內(nèi)的混合氣或者燃燒中間產(chǎn)物，再采用高速攝像機(jī)或ICCD拍攝缸內(nèi)的情況。從而對(duì)內(nèi)燃機(jī)的噴霧情況、燃燒優(yōu)化、排放特性等研究提供理論依據(jù)。
[0003]由于可視化發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究很關(guān)鍵的步驟是對(duì)缸內(nèi)噴霧、燃燒圖像的采集，獲取清晰準(zhǔn)確的圖像是實(shí)驗(yàn)成功完成的重要保障，因此對(duì)光學(xué)器件的清潔程度要求較高。然而可視化發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，燃燒室會(huì)不可避免地被噴射的燃油、燃燒生成的碳煙等污染源弄臟，需要及時(shí)清潔缸套及活塞上的可視化石英窗口。清洗時(shí)需要經(jīng)常拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋，試驗(yàn)操作非常繁瑣、費(fèi)時(shí)且對(duì)缸體螺紋孔的可靠性提出了很高要求；而且，環(huán)形石英玻璃的安裝對(duì)螺栓的預(yù)緊力要求苛刻，缸蓋螺栓難以保證。同時(shí)可視化發(fā)動(dòng)機(jī)全透明或部分透明缸套需要冷卻系統(tǒng)具備更好的密封特性和有別于傳統(tǒng)的冷卻液溫度控制過程，而傳統(tǒng)濕式缸套的水套對(duì)冷卻液溫度控制條件和密封性不能很好滿足光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可視化發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立式缸套，本缸套可以直接、高效和簡(jiǎn)易地實(shí)現(xiàn)缸套的拆裝，便于清潔缸套石英玻璃，傳熱效果更佳，溫度控制效果更精確，密封效果更好并且預(yù)緊力易于控制的可視化發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立式缸套。
[0005]本發(fā)明的一種可視化發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立式缸套，它包括缸體，在所述的缸體上通過螺栓固定有缸套座，在所述的缸套座內(nèi)沿豎直方向開有缸套安裝孔，在所述的缸套安裝孔內(nèi)插有與缸套安裝孔內(nèi)壁間隙配合的獨(dú)立缸套，在所述的獨(dú)立缸套內(nèi)部開有一個(gè)環(huán)形通道作為一體式水套，在所述的獨(dú)立缸套外壁上設(shè)置有與水套連通的冷卻水管接頭，在所述的獨(dú)立缸套內(nèi)沿豎直方向開有階梯孔，所述的階梯孔中的上部孔的直徑大于下部孔的直徑，在所述的階梯孔內(nèi)安裝有活塞，平面石英玻璃通過環(huán)形壓板用多個(gè)均布的螺栓緊固在活塞頂部，在所述的活塞外壁的圓周方向上間隔設(shè)置有多道活塞環(huán)，所述的多個(gè)活塞環(huán)在自然狀態(tài)下的外徑大于階梯孔的下部孔的孔內(nèi)徑，在所述的階梯孔的臺(tái)階壁上從下至上依次設(shè)置有下聚四氟乙烯墊片、環(huán)形石英玻璃和上聚四氟乙烯墊片，所述的環(huán)形石英玻璃和獨(dú)立缸套的階梯孔的上部孔為間隙配合，當(dāng)活塞處于上止點(diǎn)位置時(shí)，多個(gè)活塞環(huán)中最上面的活塞環(huán)的上端面位于環(huán)形石英玻璃的下端面之下，所述的活塞、獨(dú)立缸套、環(huán)形石英玻璃、缸套座的工作環(huán)面的回轉(zhuǎn)中心共線，獨(dú)立缸套由缸套螺栓緊固在缸蓋的下端面上，所述的下聚四氟乙烯墊片、環(huán)形石英玻璃和上聚四氟乙烯墊片通過獨(dú)立缸套和缸蓋之間的軸向作用力壓緊設(shè)置在獨(dú)立缸套的上部孔內(nèi)，在所述的階梯孔中的上部孔的孔壁面上對(duì)稱的開有兩個(gè)通孔，以使激光能夠穿過通孔和環(huán)形石英玻璃進(jìn)入燃燒室。
[0006]采用本發(fā)明的有益效果是:
[0007]其一、能夠省去拆卸缸蓋帶來的繁瑣，從而直接、高效和簡(jiǎn)易地實(shí)現(xiàn)缸套的拆裝，為清潔缸套側(cè)面可視化窗口一環(huán)形石英玻璃和活塞頂部可視化窗口一平面石英玻璃帶來便利；其二、用缸套螺栓代替缸蓋螺栓以靈活實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力的調(diào)節(jié)；其三、采用一體式大容積式水套，用獨(dú)立缸套的內(nèi)壁面代替?zhèn)鹘y(tǒng)缸套，傳熱效果更佳，溫度控制效果更精確，密封效果更好。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明一種可視化發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立式缸套的安裝布置示意圖；
[0009]圖2為本發(fā)明圖1所示的缸套的拆卸布置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0011]如附圖所示的本發(fā)明的一種可視化發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立式缸套，它包括缸體14，在所述的缸體14上通過螺栓13固定有缸套座12，缸套座12為獨(dú)立缸套3在豎直方向提供導(dǎo)向和支撐作用。在所述的缸套座12內(nèi)沿豎直方向開有缸套安裝孔，在所述的缸套安裝孔內(nèi)插有與缸套安裝孔內(nèi)壁間隙配合的獨(dú)立缸套3。在所述的獨(dú)立缸套3內(nèi)部開有一個(gè)環(huán)形通道作為一體式水套4，在所述的獨(dú)立缸套3外壁上設(shè)置有與水套連通的冷卻水管接頭。在所述的獨(dú)立缸套3內(nèi)沿豎直方向開有階梯孔，所述的階梯孔中的上部孔的直徑大于下部孔的直徑，在所述的階梯孔內(nèi)安裝有活塞8，平面石英玻璃15通過環(huán)形壓板16用多個(gè)均布的螺栓緊固在活塞8頂部，螺栓可以采用6個(gè)，為沿活塞軸方向提供可視化窗口。在所述的活塞外壁的圓周方向上間隔設(shè)置有多道活塞環(huán)9、10、11，優(yōu)選的為三道。所述的多個(gè)活塞環(huán)在自然狀態(tài)下(即不受外力作用)的外徑大于階梯孔的下部孔的孔內(nèi)徑，在所述的階梯孔的臺(tái)階壁上從下至上依次設(shè)置有下聚四氟乙烯墊片6、環(huán)形石英玻璃5和上聚四氟乙烯墊片7，為便于環(huán)形石英玻璃5的拆卸，獨(dú)立缸套3的階梯孔的上部孔的徑向止推環(huán)面的內(nèi)徑微大于石英玻璃5的外徑，故環(huán)形石英玻璃5和獨(dú)立缸套3的階梯孔的上部孔為間隙配合，工作時(shí)，上部孔的徑向止推面對(duì)環(huán)形石英玻璃5僅起到位置的約束作用，環(huán)形石英玻璃5不承受由獨(dú)立缸套3施加的徑向作用力，環(huán)形石英玻璃5僅由獨(dú)立缸套3和缸蓋1之間的軸向作用力夾緊。為了便于激光的引入，在所述的階梯孔中的上部孔的孔壁面上對(duì)稱的開有兩個(gè)通孔(可以為矩形)，激光便可以穿過通孔和環(huán)形石英玻璃進(jìn)入燃燒室。燃燒室是環(huán)形石英玻璃內(nèi)壁和活塞的上表面以及缸蓋的下表面所圍成的空間。當(dāng)活塞8處于上止點(diǎn)位置時(shí)，多個(gè)活塞環(huán)中最上面的活塞環(huán)9的上端面位于環(huán)形石英玻璃5的下端面之下，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，活塞環(huán)9隨活塞上下移動(dòng)不會(huì)刮到環(huán)形石英玻璃5。所述的活塞8、獨(dú)立缸套3、環(huán)形石英玻璃5、缸套12的工作環(huán)面的回轉(zhuǎn)中心共線。獨(dú)立缸套3由缸套螺栓2緊固在缸蓋