[发明专利]一种用于光学发动机透明缸套的气动装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学发动机领域，特别涉及一种用于光学发动机透明缸套的气动装置。

背景技术

光学发动机(optical engine)又称为可视化发动机或者透明发动机(transparent engine)，一般活塞和缸套采用透明石英玻璃，然后用激光透过可视化窗口(活塞或者缸套)激发缸内的混合气或者燃气，再采用高速摄像机拍摄缸内的情况，主要是用于研究汽油缸内直喷发动机和柴油发动机，研究缸内的喷雾情况，混合气的形成状况以及燃烧情况。

而在光学发动机运行燃烧时会产生热量并传递给透明缸套，透明缸套受热进行膨胀，由于透明缸套和金属的膨胀系数不一致，以至于在透明缸套上会产生热应力集中，应力集中会使透明缸套破裂，导致发动机无法正常工作，影响实验的进行，同时会造成经济损失。目前在光学发动机中，为了不使缸套破裂，尽量对缸套长度进行缩短，以减少受热膨胀而防止透明缸套破裂，虽说能达到防止破裂的目的，但由于透明缸套很短，观察范围非常有限，可视化程度不高。而有的光学发动机为避免出现这些问题，发动机不进行点火运行，只对缸内的喷雾，流场和混合气的形成进行研究，而不能做缸内的燃烧分析，严重的限制对燃烧分析的研究。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：现有光学发动机的透明缸套，或者受热膨胀容易破裂，导致发动机无法正常工作；或者可视化程度低，影响观察；或者无法全面的对缸内燃烧进行分析。

发明内容

为了保证光学发动机的透明缸套密封性好，工作可靠，可视化程度高且不影响对缸内燃烧进行全面的分析，本发明实施例提供了一种用于光学发动机透明缸套的气动装置。所述技术方案如下：

一种用于光学发动机透明缸套的气动装置，其中：

包括位于透明缸套上侧且固定在缸盖上的上平板、位于透明缸套下侧的下平板和连接所述上平板和所述下平板的螺栓支柱；

所述下平板的内侧设置有支撑所述透明缸套下端的开口环，所述下平板的内侧端面上和所述开口环的外侧端面上设置有悬浮腔，所述悬浮腔内插接设置有连接所述下平板和所述开口环的悬块；

所述下平板的上侧设置有气动支撑装置，所述气动支撑装置包括内侧的气动支撑内壳体和外侧的气动支撑外壳体，所述气动支撑外壳体与所述下平板固定连接，所述气动支撑外壳体和所述气动支撑内壳体之间设置有水平的填充有气体的压缩腔，所述气动支撑内壳体的下端与所述悬块固定连接；

所述下平板与所述气动支撑内壳体以及所述悬块之间分别预留有垂直膨胀间隙；

所述开口环与所述气动支撑内壳体、所述下平板以及所述悬块之间分别预留有水平膨胀间隙。

为了更好的实现上述发明目的，本发明实施例还可以包括以下技术方案：

所述下平板的下侧设置有冷却装置。

为了更好的实现上述发明目的，本发明实施例还可以包括以下技术方案：

所述开口环与所述冷却装置之间预留有所述水平膨胀间隙和所述垂直膨胀间隙。

为了更好的实现上述发明目的，本发明实施例还可以包括以下技术方案：

所述上平板通过螺栓连接到所述缸盖上，所述气动支撑内壳体与所述悬块通过螺栓连接。

为了更好的实现上述发明目的，本发明实施例还可以包括以下技术方案：

所述气动支撑内壳体与所述气动支撑外壳体之间设置有密封圈。

为了更好的实现上述发明目的，本发明实施例还可以包括以下技术方案：

所述透明缸套的高度等于发动机的行程和最后端的一道活塞环到活塞顶面的高度之和。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

1、采用此气动装置，能够根据需要选择合适高度的透明缸套，使得发动机缸内的变化情况在整个行程里面均能够可视化，可视化程度高，对研究缸内的情况提供了有利的条件，提高试验的参考价值，有利于对缸内燃烧进行全面的分析；

2、透明缸套夹紧在上平板和开口环之间，在发动机运行和不运行期间都可确保透明缸套的密封性，密封性好；

3、支撑内壳体与支撑外壳体之间设置有密封圈，保证气动支撑装置的密封，密封性好；

4、水平膨胀间隙和垂直膨胀间歇的预留，为透明缸套的受热膨胀预留了空间，有效避免透明缸套上的热应力集中甚至破裂，工作可靠；

5、下平板下侧装有冷却装置，可对透明缸套和气动装置进行冷却，减小透明缸套的膨胀，延长透明缸套的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例提供的整体结构示意图。

附图中，各标号所代表的组件列表如下：