专利名称：光学单缸机侧视结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光学单缸机侧视结构，属于光学发动机光学测试系统光路结构设计领域，该光学结构可以满足粒子图像测速(PIV),米氏散射(Mie-Scattering),平面激光诱导荧光(PLIF)和高速摄像(HSC)等激光辅助测试技术的光路要求。
背景技术：
光学发动机侧视结构设计根据试验技术的不同大致分为两类，一类是燃烧室可视，另一类是侧面开设辅助视窗。第一类燃烧室可视一般应用在汽油机光学单缸机上，这主要是因为汽油机缸内燃烧爆发压力相对较低，同时汽油机燃烧过程中碳烟(Soot)较少，对于缸壁的污染较小，这样可以保证侧视的透明石英缸套使用时间较长，并且保证测试过程受到的干扰较小。该结构可以研究缸内喷雾与活塞和壁面关系，缸内喷雾和气流运动速度场，缸内喷雾质量分布，缸内火焰分布和发展，特别是火花塞附件火焰分布和发展等。但是该结构由于燃烧室可视，所以要求透明石英缸套顶部需设计出燃烧室棚顶形状，石英缸套加工非常复杂；同时缸盖设计要求加工出燃烧室可视凹槽，因此热力学单缸机缸盖不能通用。第二类主要应用在柴油光学单缸机上，也有少量的汽油单缸机采用该结构。该结构的主要优点是结构相对简单，加工使用更为安全可靠；其次是可承受缸内爆发压力更高。该结构结合透明活塞底视技术可以研究缸内部分区域喷雾和气流运动，缸内喷雾质量分布，缸内火焰形态，燃烧过程中间产物和污染物生成等。该结构使得缸内喷雾的观察受到限制，侧面视窗的主要作用仅作为激光照明的光学通道，缸内喷雾，燃烧，流动的测量主要通过透明活塞完成。 发明内容本实用新型的目的在于提供一种光学单缸机侧视结构，其4个可视窗口保证可以实现各种激光辅助测试技术，可以满足侧面全冲程范围内可视，又可以共用热力学缸盖的侧视光学结构。本实用新型的技术方案是这样实现的:光学单缸机侧视结构，由延长缸体，石英缸套，上垫片，下垫片，胶圈组成；其特征在于:石英缸套周向固定胶圈，延长缸体上端面为平面，与缸盖密封，延长缸体内腔底部开槽，胶圈放置在延长缸体内腔底部凹槽中，石英缸套放置在延长缸体内腔中，4个可视窗口对开；石英缸套的上下面加装上垫片和下垫片。所述的4个可视窗口上沿厚度5mm,在延长缸体内腔底部向上8mnTl0mm位置设计周向凹槽，凹槽深度2.5mnT3mm，凹槽宽度6.5mnT7mm,凹槽中放置弹性胶圈，材料为娃橡胶 JF01-20A，胶圈厚度 5mnT5.2_。所述的延长缸体内腔直径119±0.2mm,石英缸套外径118±0.1mm, 4个可视窗口上下高度95mm,左右宽度70mm。本实用新型的积极效果是4个可视窗口上沿厚度5mm，保证了延长缸体上端面完整，光学单缸机可以借用热力学单缸机缸盖，并实现缸盖的密封；利用硅橡胶胶圈的变形保护石英缸套和保持石英缸套的周向固定；4个可视窗口可以观察到约94%冲程范围，可全面有效的观察缸内气流运动，喷雾和燃烧过程。
图1为本实用新型的侧视光学结构外形图。图2为本实用新型的侧视光学结构剖面图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的描述:如图1、2所示，光学单缸机侧视结构，由延长缸体1，下垫片2，上垫片3，石英缸套4，胶圈6组成；其特征在于:石英缸套4周向固定胶圈6，延长缸体I上端面为平面，与缸盖密封，延长缸体I内腔底部开槽，胶圈6放置在延长缸体I内腔底部凹槽中，石英 缸套4放置在延长缸体I内腔中，4个可视窗口 5对开；石英缸套4的上下面加装上垫片3和下垫片2。所述的4个可视窗口 5上沿厚度5mm,在延长缸体I内腔底部向上8mnTl0mm位置设计周向凹槽，凹槽深度2.5mnT3mm，凹槽宽度6.5mnT7mm,凹槽中放置弹性胶圈6,材料为硅橡胶JF01-20A，胶圈6厚度5mnT5.2_。所述的延长缸体I内腔直径119±0.2mm,石英缸套4外径118±0.1mm, 4个可视窗口 5上下高度95謹,左右宽度7Ctam。延长缸体I采用HT250 Q/CAM-213材料，上端面保持完整缸体平面，4个可视窗口上沿厚度为5mm，为缸垫平面提供支撑，满足缸盖水套密封要求。在延长缸体I内腔底部向上8mnTl0mm位置设计周向凹槽，凹槽深度2.5mnT3mm，凹槽宽度6.5mnT7mm,凹槽中放置弹性胶圈，胶圈厚度5mnT5.2mm,材料为娃橡胶(JFO1-2 OA )，该材料具备良好的耐热稳定性，较好的弹性和强度。延长缸体内腔直径119±0.2mm，石英缸套外径118±0.1mm，将硅橡胶圈放置在延长缸体内腔底部凹槽中，再将石英缸套放置在延长缸体内腔中，利用硅橡胶圈的变形实现石英缸套在延长缸体I内腔中的周向固定，同时也保证石英缸筒不会直接与延长缸体接触，对石英缸套起保护作用。石英缸套4的上下面加装托朗(Torlon)材料上垫片3和下垫片2，由于托朗(Torlon)材料是一种高分子塑料材料，具有耐高温，尺寸稳定性好，同时具有较好的机械性能，可加工性能好。下垫片2和上垫片3厚度3mm，石英缸套4高度115.5±0.1mm,延长缸体I中间内腔深度121.5±0.1mm,因此,通过下垫片2和上垫片3尺寸公差设计,使石英缸套4保证安装之后，下垫片2，上垫片3和延长缸套4合在一起比延长缸体I上表面略微高出，当缸盖装上并通过缸盖螺栓拧紧之后，利用托朗(Torlon)材料的变形可以非常好的对气缸实现密封。同时由于托朗(Torlon)材料为高分子塑料材料，自身具有一定弹性变形能力，所以能有效的防止石英缸套与金属的直接接触，在安装和发动机工作中对石英缸套4起保护作用。对开的4个可试窗口 5上下高度95mm,左右宽度70mm,确保了各种激光辅助测试技术的实现；由于本实用新型依托的光学单缸机为直喷汽油机，冲程为90_，喷油器安装方式为侧置方式，因此从4个可视窗口 5可以观察到约94%的冲程范围，最大限度的实现了直喷汽油机缸内喷雾过程的研究。对于油嘴附近和燃烧室内部喷雾，流动和燃烧过程研究可通过透明活塞利用4 5°反射镜从底部观察实现。
权利要求1.光学单缸机侧视结构，由延长缸体，石英缸套，上垫片，下垫片，胶圈组成；其特征在于:石英缸套周向固定胶圈，延长缸体上端面为平面，与缸盖密封，延长缸体内腔底部开槽，胶圈放置在延长缸体内腔底部凹槽中，石英缸套放置在延长缸体内腔中，4个可视窗口对开；石英缸套的上下面加装上垫片和下垫片。
2.根据权利要求1所述的光学单缸机侧视结构，其特征在于所述的4个可视窗口上沿厚度5mm,在延长缸体内腔底部向上8mnTl0mm位置设计周向凹槽，凹槽深度2.5mnT3mm，凹槽宽度6.5mnT7mm,凹槽中放置弹性胶圈,材料为娃橡胶,胶圈厚度5mnT5.2mm。
3.根据权利要求1所述的光学单缸机侧视结构，其特征在于所述的延长缸体内腔直径119±0.2mm,石英 缸套外径118±0.1mm, 4个可视窗口上下高度95mm,左右宽度70_。
专利摘要本实用新型涉及一种光学单缸机侧视结构，由延长缸体，石英缸套，上垫片，下垫片，胶圈组成；其特征在于石英缸套周向固定胶圈，延长缸体上端面为平面，与缸盖密封，延长缸体内腔底部开槽，胶圈放置在延长缸体内腔底部凹槽中，石英缸套放置在延长缸体内腔中，4个可视窗口对开；石英缸套的上下面加装下垫片和上垫片。其4个可视窗口保证可以实现各种激光辅助测试技术，可以满足侧面全冲程范围内可视，又可以共用热力学缸盖的侧视光学结构。
文档编号F02F1/18GK203130275SQ20132008276
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月21日 优先权日2013年2月21日
发明者虞浏, 刘江唯, 窦慧莉, 白洪江, 杜宏飞, 牛薪淳 申请人:中国第一汽车股份有限公司