一種可視化發動機獨立式缸套的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車發動機燃燒診斷領域，特別涉及一種可視化發動機獨立式缸套。
【背景技術】
[0002]可視化發動機主要是用于研究發動機缸內的噴霧情況，混合氣的形成狀況，燃燒火焰結構特征及污染物生成演化歷程情況。典型的可視化發動機構造特點為采用全透明缸套或部分透明缸套，采用長活塞中間部位鏤空，活塞的鏤空部位安裝45度反光鏡，活塞的頂部設有透明石英窗口，然后用激光透過可視化窗口激發缸內的混合氣或者燃燒中間產物，再采用高速攝像機或ICCD拍攝缸內的情況。從而對內燃機的噴霧情況、燃燒優化、排放特性等研究提供理論依據。
[0003]由于可視化發動機的實驗研究很關鍵的步驟是對缸內噴霧、燃燒圖像的采集，獲取清晰準確的圖像是實驗成功完成的重要保障，因此對光學器件的清潔程度要求較高。然而可視化發動機在運行過程中，燃燒室會不可避免地被噴射的燃油、燃燒生成的碳煙等污染源弄臟，需要及時清潔缸套及活塞上的可視化石英窗口。清洗時需要經常拆裝發動機的缸蓋，試驗操作非常繁瑣、費時且對缸體螺紋孔的可靠性提出了很高要求；而且，環形石英玻璃的安裝對螺栓的預緊力要求苛刻，缸蓋螺栓難以保證。同時可視化發動機全透明或部分透明缸套需要冷卻系統具備更好的密封特性和有別于傳統的冷卻液溫度控制過程，而傳統濕式缸套的水套對冷卻液溫度控制條件和密封性不能很好滿足光學發動機需求。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可視化發動機獨立式缸套，本缸套可以直接、高效和簡易地實現缸套的拆裝，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緊力易于控制的可視化發動機獨立式缸套。
[0005]本發明的一種可視化發動機獨立式缸套，它包括缸體，在所述的缸體上通過螺栓固定有缸套座，在所述的缸套座內沿豎直方向開有缸套安裝孔，在所述的缸套安裝孔內插有與缸套安裝孔內壁間隙配合的獨立缸套，在所述的獨立缸套內部開有一個環形通道作為一體式水套，在所述的獨立缸套外壁上設置有與水套連通的冷卻水管接頭，在所述的獨立缸套內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，在所述的階梯孔內安裝有活塞，平面石英玻璃通過環形壓板用多個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置有多道活塞環，所述的多個活塞環在自然狀態下的外徑大于階梯孔的下部孔的孔內徑，在所述的階梯孔的臺階壁上從下至上依次設置有下聚四氟乙烯墊片、環形石英玻璃和上聚四氟乙烯墊片，所述的環形石英玻璃和獨立缸套的階梯孔的上部孔為間隙配合，當活塞處于上止點位置時，多個活塞環中最上面的活塞環的上端面位于環形石英玻璃的下端面之下，所述的活塞、獨立缸套、環形石英玻璃、缸套座的工作環面的回轉中心共線，獨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、環形石英玻璃和上聚四氟乙烯墊片通過獨立缸套和缸蓋之間的軸向作用力壓緊設置在獨立缸套的上部孔內，在所述的階梯孔中的上部孔的孔壁面上對稱的開有兩個通孔，以使激光能夠穿過通孔和環形石英玻璃進入燃燒室。
[0006]采用本發明的有益效果是:
[0007]其一、能夠省去拆卸缸蓋帶來的繁瑣，從而直接、高效和簡易地實現缸套的拆裝，為清潔缸套側面可視化窗口一環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現預緊力的調節；其三、采用一體式大容積式水套，用獨立缸套的內壁面代替傳統缸套，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為本發明一種可視化發動機獨立式缸套的安裝布置示意圖；
[0009]圖2為本發明圖1所示的缸套的拆卸布置示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0011]如附圖所示的本發明的一種可視化發動機獨立式缸套，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為獨立缸套3在豎直方向提供導向和支撐作用。在所述的缸套座12內沿豎直方向開有缸套安裝孔，在所述的缸套安裝孔內插有與缸套安裝孔內壁間隙配合的獨立缸套3。在所述的獨立缸套3內部開有一個環形通道作為一體式水套4，在所述的獨立缸套3外壁上設置有與水套連通的冷卻水管接頭。在所述的獨立缸套3內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，在所述的階梯孔內安裝有活塞8，平面石英玻璃15通過環形壓板16用多個均布的螺栓緊固在活塞8頂部，螺栓可以采用6個，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置有多道活塞環9、10、11，優選的為三道。所述的多個活塞環在自然狀態下(即不受外力作用)的外徑大于階梯孔的下部孔的孔內徑，在所述的階梯孔的臺階壁上從下至上依次設置有下聚四氟乙烯墊片6、環形石英玻璃5和上聚四氟乙烯墊片7，為便于環形石英玻璃5的拆卸，獨立缸套3的階梯孔的上部孔的徑向止推環面的內徑微大于石英玻璃5的外徑，故環形石英玻璃5和獨立缸套3的階梯孔的上部孔為間隙配合，工作時，上部孔的徑向止推面對環形石英玻璃5僅起到位置的約束作用，環形石英玻璃5不承受由獨立缸套3施加的徑向作用力，環形石英玻璃5僅由獨立缸套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稱的開有兩個通孔(可以為矩形)，激光便可以穿過通孔和環形石英玻璃進入燃燒室。燃燒室是環形石英玻璃內壁和活塞的上表面以及缸蓋的下表面所圍成的空間。當活塞8處于上止點位置時，多個活塞環中最上面的活塞環9的上端面位于環形石英玻璃5的下端面之下，以保證發動機運行時，活塞環9隨活塞上下移動不會刮到環形石英玻璃5。所述的活塞8、獨立缸套3、環形石英玻璃5、缸套12的工作環面的回轉中心共線。獨立缸套3由缸套螺栓2緊固在缸蓋