一种光学发动机的制作方法

本发明涉及发动机技术领域，具体讲的是一种光学发动机。

背景技术

光学发动机主要用于研究发动机缸内气流运动、喷雾发展、混合气体形成、燃烧过程等情况。光学发动机一般包括缸体、支撑板、加长活塞、透明缸套、缸盖支柱和缸盖等零部件，支撑板固定在缸体上端，透明缸套一端与支撑板紧密连接，透明缸套的另一端与缸盖密封连接，加长活塞的上端与透明缸套滑动连接，加长活塞的下端与缸体滑动连接。加长活塞包括从上至下固定连接在一起的上活塞件和下活塞，上活塞件顶面设置一个尽可能大的透明玻璃，上活塞件的中段部分沿轴线方向开有让位口，让位口内安装45°反光镜，通过设置在活塞头部的透明玻璃和下边安装的45°反光镜来拍摄图像，以及设置在透明缸套外端拍摄装置，从而对缸内流场、喷雾、燃烧以及混合气的形成进行实验研究。

上述结构中的光学发动机在工作时，一般透明缸套只有一个，也就是说是单缸的结构进行运行的，这样，在光学发动机工作时，由于加长活塞上下运动时会惯性力，从而产生震动，这种震动作用一方面会影响光学发动机的实验数据采集，造成实验数据精度较低，另一方面，透明缸套一般是由脆性较大的石英材料制成，若在受震动的情况下，很容易与外界物质碰撞造成破裂。

另外，现有技术的光学发动机中，透明缸套一般是由螺钉固定件支撑透明缸套使透明缸套抵紧在缸盖下方，然而，螺钉固定件在安装时一般都需要拧紧多颗螺钉，这样，多颗螺钉在拧紧时或多或少均会产生使透明缸套受力不均的不足，这种受力不均结合上光学发动机工作时产生的震动，很容易造成破裂。

第三，现有技术的光学发动机中的缸盖是直接与缸盖支柱螺钉连接，而缸盖其实包括有较多部件，每次拆装对光学发动机清洗时，均需对缸盖拆开之后才能安装到缸盖支柱上，造成拆装麻烦。

第四，现有技术的光学发动机中的加长活塞的上端与透明缸套滑动连接，在长活塞的上端与透明缸套之间需要具有机油的，而加长活塞的上端与透明缸套之间不断的上下运动会使机油沿加长活塞与透明缸套之间的间隙向下泄露，泄露出来的机油在重力或其它力的作用下从透明缸套滴落，容易使加长活塞中部的45°反光镜受到污染，影响数据的获取。

第五，现有技术的光学发动机中的加长活塞的下端相对缸体不断的上下运动，由于缸体内部有机油，用于冷却和润滑，而加长活塞的下端与底部缸套之间不断的上下运动会使机油聚集在活塞环下端位置，若机油聚集较多，就会容易从加长活塞与底部缸套之间的间隙向上泄露，产生机油向外泄露的问题，容易使透明玻璃和45°反光镜上受到污染，影响数据的获取，从而影响测试数据准确，影响光学发动机的正常测试和实验工作。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

本发明所要解决的技术问题是至少提供一种光学发动机，该光学发动机的加长活塞的上端泄露出来的机油可以导入缸体内，从而避免45°反光镜受到污染，进而提高实验数据的精度。

为解决上述问题，本发明的一种光学发动机，包括缸盖组件、透明缸套、加长活塞、以及缸体，所述缸盖组件固定在透明缸套上端，缸盖组件与透明缸套密封连接，所述加长活塞的上端与透明缸套滑动连接，所述加长活塞的下端与缸体滑动连接，所述加长活塞上端的侧壁上设有第一活塞环，所述加长活塞的侧壁上设有用于将加长活塞的上端位置所泄露的机油导入缸体内的导流通道，所述导流通道的上导流口位于第一活塞环的下侧。

采用上述结构后，至少具有如下优点：在光学发动机启动工作时，若机油从第一活塞环中泄露时，泄露出来的机油可以在重力或其它力的作用下从上导流口流入导流通道，之后被导入缸体内，可以一方面避免机油从透明缸套滴落，避免位于加长活塞中部的45°反光镜受到污染而影响数据的获取，保证光学发动机的数据精度；另一方面，机油未从透明缸套滴落从而可以保证光学发动机的清洁度；再者，机油导入缸体内可以进行利用，避免了机油的浪费。也就是说，既起到了保证数据精度又避免浪费的优点，具有有益的技术效果，具有显著的进步。

优选的，所述加长活塞上端的侧壁上且位于第一活塞环的下侧设有第一下沉台阶，所述第一下沉台阶与透明缸套的内周壁具有间隔，所述间隔形成储存泄露的机油的第一储油环槽，所述上导流口与第一储油环槽连通。结合上述结构特点后，泄露出来的机油可以在第一储油环槽处得到储藏，避免当出现较多泄露时，上导流口导流不足而往下泄露，可以进一步保证泄露出来的机油都从上导流口导流入导流通道，之后被导入缸体内。

优选的，所述加长活塞上端的侧壁上且位于第一储油环槽下侧设有第二活塞环。结合上述结构特点后，第二活塞环可以起到避免第一储油环槽内的机油继续往下泄露的可能，从而进一步保证泄露出来的机油都从上导流口导流入导流通道，之后被导入缸体内。

优选的，所述加长活塞下端的侧壁上设有第三活塞环，所述加长活塞下端的侧壁上具有用于将第三活塞环下端的机油导入导流通道的下导流口，所述下导流口位于第三活塞环的下侧，所述下导流口与导流通道连通。当较多机油聚集在第三活塞环下端位置时，很容易就会从第三活塞环处向上泄露，当结合上述结构特点后，若当较多机油聚集在第三活塞环下端位置时，可以在重力或其它力的作用下从下导流口流入导流通道，之后被导入缸体内，可以一方面避免机油从泄露而溅到45°反光镜处，保证光学发动机的数据精度。

优选的，所述下导流口由外到内向下切斜。结合这一结构特点后，机油更容易在重力或其它力的作用下从下导流口流入导流通道。

优选的，所述上导流口由外到内向下切斜。结合这一结构特点后，机油更容易在重力或其它力的作用下从上导流口流入导流通道。

优选的，所述加长活塞包括上活塞件和底部活塞，所述上活塞件与底部活塞固定连接；所述导流通道包括设在上活塞件的侧壁上的第一通道段和设在底部活塞的侧壁上的第二通道段，所述底部活塞朝上的端面上设有环形储油槽，所述第一通道段与环形储油槽连通，所述第二通道段与环形储油槽连通。环形储油槽的作用在于起到临时储存机油的作用，进一步提高导流通道整体的疏导能力；另一方面，加长活塞分为上活塞件和底部活塞后，具有环形储油槽时就可以在装配时不需要第一通道段必须对准第二通道段，从而方便装配，加长活塞分为上活塞件和底部活塞后也方便加工第一通道段、第二通道段、上导流口、以及下导流口。

优选的，所述上活塞件包括上活塞套体、透明玻璃、以及压盖；所述上活塞套体的上端设有安装腔，所述透明玻璃位于安装腔内，所述透明玻璃具有抵紧台阶，所述压盖与上活塞套体螺纹连接并且所述压盖的端部与抵紧台阶抵紧连接，所述透明玻璃与安装腔的底部之间设有密封垫片，所述压盖的端部与抵紧台阶之间设有密封垫片。结合这些结构特点后，拧松压盖，之后就可以方便从安装腔中取出透明玻璃，从而在清洗透明玻璃时，方便拆装。

附图说明

图1是本申请其中一个实施例的示意图。

图2是本申请平衡箱体的示意图。

图3是本申请第一平衡轴和第二平衡轴的示意图。

图4是本申请缸盖组件位置处的示意图。

图5是本申请加长活塞位置处的剖面示意图。

图6是本申请加长活塞位置处的另一剖面示意图。

图7是图6中a处的放大示意图。

图8是图6中b处的放大示意图。

图9是图6中c处的放大示意图。

图10是底部活塞的示意图。

其中：

1、曲轴箱体；2、曲轴；3、缸体；4、第一支撑板；5、缸盖支柱；6、缸盖组件；7、透明缸套；8、加长活塞；9、连杆；10、平衡箱体；11、第一平衡轴；12、第二平衡轴；13、皮带；14、偏心配重块；15、液压缸；16、液压缸支撑块；17、第二支撑板；18、定位环槽；19、单缸缸盖；20、安装架；21、安装凸缘；22、第一活塞环；23、导流通道；24、上导流口；25、第二储油环槽；26、第一储油环槽；27、第二活塞环；28、第三活塞环；29、下导流口；30、上活塞件；31、底部活塞；32、第一通道段；33、第二通道段；34、环形储油槽；35、上活塞套体；36、透明玻璃；37、压盖；38、安装腔；39、抵紧台阶；40、密封垫片。

具体实施方式

下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的发明概念。然而，这些发明概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开内容更详尽和完整，并且向本领域的技术人员完整传达其包括的范围。也应注意这些实施例不相互排斥。来自一个实施例的组件、步骤或元素可假设成在另一实施例中可存在或使用。在不脱离本公开的实施例的范围的情况下，可以用多种多样的备选和/或等同实现方式替代所示出和描述的特定实施例。本申请旨在覆盖本文论述的实施例的任何修改或变型。对于本领域的技术人员而言明显可以仅使用所描述的方面中的一些方面来实践备选实施例。本文出于说明的目的，在实施例中描述了特定的数字、材料和配置，然而，领域的技术人员在没有这些特定细节的情况下，也可以实践备选的实施例。在其它情况下，可能省略或简化了众所周知的特征，以便不使说明性的实施例难于理解。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；术语“固定”可以是螺栓固定连接和/或螺钉固定连接和/或卡接和/或焊接，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-10，在一个实施例中，一种光学发动机，包括

曲轴箱体1，曲轴箱体1内转动连接有曲轴2；

缸体3，所述缸体3固定在曲轴箱体1上；

第一支撑板4，所述第一支撑板4固定在缸体3上端；

缸盖支柱5，所述缸盖支柱5固定在第一支撑板4上；

缸盖组件6，所述缸盖组件6固定在缸盖支柱5上；

透明缸套7，透明缸套7的顶部与缸盖组件6抵紧；所述缸盖组件6固定在透明缸套7上端，缸盖组件6与透明缸套7密封连接，

用于支撑透明缸套7的支撑组件，透明缸套7的底部被支撑组件支撑；

加长活塞8，所述加长活塞8的上端与透明缸套7滑动连接，所述加长活塞8的下端与缸体3滑动连接；

连杆9，所述连杆9的一端与加长活塞8铰接，所述连杆9的另一端与曲轴2铰接；

还包括

平衡箱体10，所述曲轴箱体1固定在所述平衡箱体10上，所述平衡箱体10内转动连接有第一平衡轴11和第二平衡轴12，第一平衡轴11、第二平衡轴12、以及曲轴2通过皮带13传动连接，所述第一平衡轴11和第二平衡轴12上均设有偏心配重块14，所述第一平衡轴11、第二平衡轴12、以及曲轴2的转速相同，所述第一平衡轴11和第二平衡轴12的转向相反；当加长活塞8由下往上运动时，所述第一平衡轴11和第二平衡轴12上的偏心配重块14均由上往下运动，当加长活塞8由上往下运动时，所述第一平衡轴11和第二平衡轴12上的偏心配重块14均由下往上运动。

光学发动机工作时，加长活塞8的运动带动曲轴2运动，曲轴2运动带动第一平衡轴11、第二平衡轴12运动；并且当加长活塞8由下往上运动时，所述第一平衡轴11和第二平衡轴12上的偏心配重块14均由上往下运动，这样，加长活塞8由下往上运动的惯性力由偏心配重块14均由上往下运动的惯性力平衡；当加长活塞8由上往下运动时，所述第一平衡轴11和第二平衡轴12上的偏心配重块14均由下往上运动，这样，加长活塞8由上往下运动的惯性力由偏心配重块14均由下往上运动的惯性力平衡，因此，在光学发动机工作时，加长活塞8整个运动过程的惯性力均可以得到平衡，可以有效减少由于加长活塞8上下运动时因惯性力产生的震动，具有运行稳定的优点，另外，由于震动减小，可以有效提高光学发动机的实验数据精度，为科研奠定基础。再者，第一平衡轴11和第二平衡轴12的转向相反，这样可以使偏心配重块14在水平方向时，其惯性力可以相互平衡，从而不会产生额外的震动，确保光学发动机工作处于低震动条件下运行。并且，第一平衡轴11、第二平衡轴12由曲轴2带动，可以保证第一平衡轴11与第二平衡轴12的正时特性，并且结构简单，通过皮带和传动轮就可以保证传动稳定，可以说采用了较简单的结构就实现了降低光学发动机震动的效果。

所述第一平衡轴11和第二平衡轴12结构相同，所述第一平衡轴11上的偏心配重块14和第二平衡轴12上的偏心配重块14结构相同。这样可以进一步保证第一平衡轴11上的偏心配重块14和第二平衡轴12上的偏心配重块14在转动时自相平衡和平衡加长活塞8的惯性力。

所述加长活塞8的轴线位于第一平衡轴11和第二平衡轴12的中心。这样可以进一步保证第一平衡轴11上的偏心配重块14和第二平衡轴12上的偏心配重块14在转动时平衡加长活塞8的惯性力。

所述支撑组件包括液压缸15、液压缸支撑块16和第二支撑板17，所述液压缸支撑块16固定在第一支撑板4上，所述液压缸15固定在液压缸支撑块16上，所述第二支撑板17固定在液压缸15的驱动端，所述透明缸套7的底部被支撑组件支撑是指，所述透明缸套7的底部被第二支撑板17支撑。这样，改变了现有技术中采用螺钉固定件支撑透明缸套7的结构，采用液压缸15作为承载，液压缸15可以保证透明缸套7的底部收到的均匀的力，避免了螺钉固定件出现的受力不均的不足，从而保证在光学发动机工作时受震动不易破坏。液压缸15具体是市场上有的空心液压缸，其空心的位置可以给加长活塞8让位。

所述第二支撑板17上设有用于定位透明缸套7的定位环槽18，所述透明缸套7的底部位于定位环槽18内。这样，在装配时，可以方便的将透明缸套7与第二支撑板17安装。

所述缸盖组件6包括单缸缸盖19和安装架20，所述单缸缸盖19与安装架20固定连接，所述安装架20上设有安装凸缘21，所述安装凸缘21与缸盖支柱5通过螺钉固定连接。这样，在拆装时，直接将安装凸缘21与缸盖支柱5拧紧或松开就能拆装整个缸盖组件6，方便在清洗透明缸套7时拆装。

所述加长活塞8上端的侧壁上设有第一活塞环22，所述加长活塞8的侧壁上设有用于将加长活塞8的上端位置所泄露的机油导入缸体3内的导流通道23，所述导流通道23的上导流口24位于第一活塞环22的下侧。

在光学发动机启动工作时，若机油从第一活塞环22中泄露时，泄露出来的机油可以在重力或其它力的作用下从上导流口24流入导流通道23，之后被导入缸体3内，可以一方面避免机油从透明缸套7滴落，避免位于加长活塞8中部的45°反光镜受到污染而硬性数据的获取，保证光学发动机的数据精度；另一方面，机油未从透明缸套7滴落从而可以保证光学发动机的清洁度；再者，机油导入缸体3内可以进行利用，避免了机油的浪费。也就是说，既起到了保证数据精度又避免浪费的优点，具有有益的技术效果，具有显著的进步。

所述加长活塞8上端的侧壁上且位于第一活塞环22的下侧设有第一储油环槽26，所述上导流口24与第一储油环槽26连通。结合上述结构特点后，泄露出来的机油可以在第一储油环槽26处得到储藏，避免当出现较多泄露时，上导流口24导流不足而往下泄露，可以进一步保证泄露出来的机油都从上导流口24导流入导流通道23，之后被导入缸体3内。

所述加长活塞8上端的侧壁上且位于第一储油环槽26下侧设有第二活塞环27。结合上述结构特点后，第二活塞环27可以起到避免第一储油环槽26内的机油继续往下泄露的可能，从而进一步保证泄露出来的机油都从上导流口24导流入导流通道23，之后被导入缸体3内。

所述加长活塞8下端的侧壁上设有第三活塞环28，所述加长活塞8下端的侧壁上具有用于将第三活塞环28下端的机油导入导流通道23的下导流口29，所述下导流口29位于第三活塞环28的下侧，所述下导流口29与导流通道23连通。当较多机油聚集在第三活塞环28下端位置时，很容易就会从第三活塞环28处向上泄露，当结合上述结构特点后，若当较多机油聚集在第三活塞环28下端位置时，可以在重力或其它力的作用下从下导流口29流入导流通道23，之后被导入缸体3内，可以一方面避免机油从泄露而溅到45°反光镜处，保证光学发动机的数据精度。

所述加长活塞8下端的侧壁上且位于第三活塞环28的下侧设有第二储油环槽25，所述下导流口29与第二储油环槽25连通。这样，第二储油环槽25可以对机油临时储藏，促进机油从下导流口29流入导流通道23，之后被导入缸体3内。

所述下导流口29由外到内向下切斜。结合这一结构特点后，机油更容易在重力或其它力的作用下从下导流口29流入导流通道23。

所述上导流口24由外到内向下切斜。结合这一结构特点后，机油更容易在重力或其它力的作用下从上导流口24流入导流通道23。

所述加长活塞8包括上活塞件30和底部活塞31，所述上活塞件30与底部活塞31固定连接；所述导流通道23包括设在上活塞件30的侧壁上的第一通道段32和设在底部活塞31的侧壁上的第二通道段33，所述底部活塞31朝上的端面上设有环形储油槽34，所述第一通道段32与环形储油槽34连通，所述第二通道段33与环形储油槽34连通。环形储油槽34的作用在于起到临时储存机油的作用，进一步提高导流通道23整体的疏导能力；另一方面，加长活塞8分为上活塞件30和底部活塞31后，具有环形储油槽34时就可以在装配时不需要第一通道段32必须对准第二通道段33，从而方便装配，加长活塞8分为上活塞件30和底部活塞31后也方便加工第一通道段32、第二通道段33、上导流口24、以及下导流口29。第三活塞环28、下导流口29是设在上活塞件30的下端的。

导流通道23、第一通道段32、第二通道段33、上导流口24、以及下导流口29的数量可以是一个或者是多个，例如2个、3个、4个均可以。

所述上活塞件30包括上活塞套体35、透明玻璃36、以及压盖37；所述上活塞套体35的上端设有安装腔38，所述透明玻璃36位于安装腔38内，所述透明玻璃36具有抵紧台阶39，所述压盖37与上活塞套体35螺纹连接并且所述压盖37的端部与抵紧台阶39抵紧连接，所述透明玻璃36与安装腔38的底部之间设有密封垫片40，所述压盖37的端部与抵紧台阶39之间设有密封垫片40。用于给45°反光镜安装的容纳腔也是设在上活塞件30上的。结合这些结构特点后，拧松压盖37，之后就可以方便从安装腔38中取出透明玻璃36，从而在清洗透明玻璃36时，方便拆装。

平衡箱体10内的平衡结构可为一阶平衡、二阶平衡或单轴平衡等，平衡轴数量可为单轴或多轴均可实现平衡效果，因此也在保护范围之内。

以上所述，仅是本发明较佳可行的实施示例，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本发明的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本发明权利要求的保护范围之内。