一种小型活塞内燃机排气谐振特性测试装置的制作方法

本实用新型涉及实验设备技术领域，具体为一种小型活塞内燃机排气谐振特性测试装置。

背景技术：

由于二冲程发动机的排气效应比较强，当发动机的转速与排气管谐振频率相对应时，对发动机的增功与节油都有很大好处，问题是，排气效应与发动机的温度、点火角、油门、积碳、转速等方面的因素有关，有时发动机未必正好工作在最佳转速上；发动机点火角的最佳转速和发动机扫气的最佳转速，也未必与排气管的谐振频率正好一样。例如飞机的发动机需要常在高转速状态下运行，那么如何使得排气谐振发生在飞机最需要的转速下，这就需要对排气效应进行测试，得出最佳排气管参数。

在其它参数不变时，排气管的声学特性跟长度相关，长度长的时候，谐震频率低，长度短时谐振频率高，在以往设计中，设计的排气管很多时候不能达到设计目标，需要几轮调整设计，整个开发过程周期压长，严重影响了产品开发进度。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种小型活塞内燃机排气谐振特性测试装置，采用排气管尾端在排气管头端内部移动的方式，动态调整谐振腔的长度，使得发动机工况出现谐振有利作用，从而快速获得最佳的排气管长度，能有效提升设计准确度和缩短设计周期，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种小型活塞内燃机排气谐振特性测试装置，包括排气管头端、尾部安装罩、排气管尾端和手轮调整机构，所述排气管头端为圆形管，且排气管头端的前端直径小于后端，所述排气管头端的前端固定设置法兰盘，所述排气管头端外部固定安装固定座，所述固定座与外置的发动机试验台固定安装；

所述排气管头端尾部固定设置尾部安装罩，所述尾部安装罩为台阶型套筒，所述尾部安装罩的大径部分套装在排气管头端的尾端外部，所述尾部安装罩内部配合安装套筒一，所述套筒一内部配合安装套筒二，所述套筒二内部配合安装尾管，所述套筒一和套筒二外部分别配合安装蜗轮环一和蜗轮环二；

所述手轮调整机构包括手轮安装架、蜗杆一和蜗杆二，所述手轮安装架通过连接螺栓与外置的发动机试验台固定安装，且手轮安装架内部的上端和下端均设置安装座，且手轮安装架上下两端的安装座内部分别通过轴承副配合安装蜗杆一和蜗杆二，所述蜗杆一和蜗杆二分别与蜗轮环一和蜗轮环二啮合，所述蜗杆一和蜗杆二的端部分别固定设置手轮一和手轮二。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述排气管头端内部配合安装排气管尾端，所述排气管尾端为碗状结构，且排气管尾端的中间位置设置安装孔，所述安装孔与尾管固定安装。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述排气管尾端的大径的端部均匀设置通孔，且排气管尾端的大径开口处设置密封环，所述密封环内部通过销轴与排气管尾端端部的通孔配合安装，所述密封环与排气管头端的内壁接触安装。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述尾管外部设置外螺纹，所述套筒二的内壁设置内螺纹，所述套筒二的内螺纹与尾管的外螺纹配合安装。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述套筒二外壁通过轴承副与套筒一的内壁配合安装，所述套筒二的外壁设置外螺纹，所述尾部安装罩的小径部分内壁设置内螺纹，所述套筒二的外螺纹与尾部安装罩的内螺纹配合安装。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述蜗轮环一和蜗轮环二的内径均匀设置滑轨，所述套筒一和套筒二的外壁与蜗轮环一和蜗轮环二的对应位置分别设置与轴线平行的滑槽，所述蜗轮环一和蜗轮环二的滑轨分别与套筒一和套筒二表面的滑槽配合安装。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述尾管与套筒二配合的螺纹为粗螺纹，所述套筒一与尾部安装罩配合的螺纹为细螺纹，且蜗轮环一与蜗杆一的传动比大于蜗轮环二与蜗杆二的传动比。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述手轮一和手轮二的外部均设置刻度线，且手轮一和手轮二外部的手轮安装架的对应位置固定设置指针。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述固定座上端为圆环结构，且固定座的圆环结构套装在排气管头端的外部，且固定座的圆环结构与排气管头端之间加装橡胶垫，所述固定座与外置的发动机试验台之间加装橡胶垫。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本小型活塞内燃机排气谐振特性测试装置采用排气管尾端在排气管头端内部移动的方式，动态调整谐振腔的长度，使得发动机工况出现谐振有利作用，从而快速获得最佳的排气管长度，能有效提升设计准确度和缩短设计周期。

本小型活塞内燃机排气谐振特性测试装置的手轮调整机构内部设置两组调整机构，分别是手轮二对应的粗调节机构，和手轮一对应的细调节机构，粗调节机构能够快速调整排气管头端和排气管尾端组成的谐振腔长度，加快工作速度，细调节机构能够准确的调整谐振腔的长度，从而获得精准的数据结果。

本小型活塞内燃机排气谐振特性测试装置通过在固定座与排气管头端和外置的发动机试验台之间加装橡胶垫的方式，有效减少发动机试验台和固定座对排气管头端震动频率的影响，最大程度的降低实验工况与现实工况之间的差距，保证实验结果符合实际情况。

本小型活塞内燃机排气谐振特性测试装置的手轮一和手轮二外部均设置刻度线和指针，方便数据的直接读取，并且手轮调节机构内部采用涡轮与蜗杆的传动方式，由于蜗轮蜗杆具有较大的传动比，且具有自锁的特性，保证谐振腔内部受冲击的时候，排气管尾端能够保证位置不发生变化，从而保证实验数据的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型剖视图；

图3为图2中A处放大图；

图4为图2中B处放大图。

图中：1排气管头端、2固定座、3法兰盘、4尾部安装罩、5手轮安装架、6手轮一、7手轮二、8尾管、9指针、10排气管尾端、11套筒一、12蜗轮环一、13蜗轮环二、14蜗杆一、15蜗杆二、16套筒二、17密封环、18橡胶垫。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种小型活塞内燃机排气谐振特性测试装置，包括排气管头端1、尾部安装罩4、排气管尾端10和手轮调整机构，排气管头端1为圆形管，且排气管头端1的前端直径小于后端，排气管头端1的前端固定设置法兰盘3，排气管头端1外部固定安装固定座2，固定座2与外置的发动机试验台固定安装；

排气管头端1尾部固定设置尾部安装罩4，尾部安装罩4为台阶型套筒，尾部安装罩4的大径部分套装在排气管头端1的尾端外部，尾部安装罩4内部配合安装套筒一11，套筒一11内部配合安装套筒二16，套筒二16内部配合安装尾管8，套筒一11和套筒二16外部分别配合安装蜗轮环一12和蜗轮环二13；

手轮调整机构包括手轮安装架5、蜗杆一14和蜗杆二15，手轮安装架5通过连接螺栓与外置的发动机试验台固定安装，且手轮安装架5内部的上端和下端均设置安装座，且手轮安装架5上下两端的安装座内部分别通过轴承副配合安装蜗杆一14和蜗杆二15，蜗杆一14和蜗杆二15分别与蜗轮环一12和蜗轮环二13啮合，蜗杆一14和蜗杆二15的端部分别固定设置手轮一6和手轮二7；

排气管头端1内部配合安装排气管尾端10，排气管尾端10为碗状结构，且排气管尾端10的中间位置设置安装孔，安装孔与尾管8固定安装，排气管尾端10的大径的端部均匀设置通孔，且排气管尾端10的大径开口处设置密封环17，密封环17内部通过销轴与排气管尾端10端部的通孔配合安装，密封环17与排气管头端1的内壁接触安装，保证排气管尾端10与排气管头端1接触位置的密封性，且密封环17为钢环，有助于提升密封环17在高温下的密封性能；

尾管8外部设置外螺纹，套筒二16的内壁设置内螺纹，套筒二16的内螺纹与尾管8的外螺纹配合安装，套筒二16外壁通过轴承副与套筒一11的内壁配合安装，套筒二16的外壁设置外螺纹，尾部安装罩4的小径部分内壁设置内螺纹，套筒二16的外螺纹与尾部安装罩4的内螺纹配合安装，蜗轮环一12和蜗轮环二13的内径均匀设置滑轨，套筒一11和套筒二16的外壁与蜗轮环一12和蜗轮环二13的对应位置分别设置与轴线平行的滑槽，蜗轮环一12和蜗轮环二13的滑轨分别与套筒一11和套筒二16表面的滑槽配合安装，保证在对尾管8进行细调节时，蜗轮环一12与套筒一11能够在轴向上进行轻微相对运动，蜗轮环二13与套筒二16能够在轴向上进行轻微相对运动，避免蜗杆一14与蜗轮环一12出现卡死的现象，避免蜗杆二15与蜗轮环二13出现卡死的现象，尾管8与套筒二16配合的螺纹为粗螺纹，套筒一11与尾部安装罩4配合的螺纹为细螺纹，且蜗轮环一12与蜗杆一14的传动比大于蜗轮环二13与蜗杆二15的传动比；

手轮一6和手轮二7的外部均设置刻度线，且手轮一6和手轮二7外部的手轮安装架5的对应位置固定设置指针9，方便数据的直接读取；

固定座2上端为圆环结构，且固定座2的圆环结构套装在排气管头端1的外部，且固定座2的圆环结构与排气管头端1之间加装橡胶垫18，固定座2与外置的发动机试验台之间加装橡胶垫18，较少不同组件之间的震动传递，降低外置发动机试验台对排气管头端1的震动频率的影响。

在使用时：将发动机的排气口与本实用新型的排气管头端1的法兰盘3连接，然后使发动机处于最佳转速，然后手动转动手轮二7，手轮二7带动蜗杆二15转动，蜗杆二15与蜗轮环二13作用，从而带动套筒二16旋转，套筒二16与尾管8之间的螺纹相互作用，带动尾管8在套筒二16内部沿轴线运动，从而改变排气管尾端10在排气管头端1内部的位置，从而改变谐振腔的大小，通过外置的实验设备，采集排气管头端1的震动频率，当频率到达波峰时，停止转动手轮二7，然后转动手轮一6，手轮一6带动蜗杆一14，蜗杆一14与蜗轮环一12相互作用，带动套筒一11旋转，套筒一11与尾部安装罩4之间的螺纹相互作用，使套筒一11在尾部安装罩4内部沿轴向运动，由于套筒一11与尾部安装罩4之间的螺纹为细螺纹，且蜗杆一14与蜗轮环一12的传动比较大，所以套筒一11在尾部安装罩4内部的运动较为细微，从而带动尾管8在轴向上进行细微调节，从而对谐振腔的容积进行细微调节，使排气管头端1的震动频率更加接近谐振频率。

本实用新型采用排气管尾端10在排气管头端1内部移动的方式，动态调整谐振腔的长度，使得发动机工况出现谐振有利作用，从而快速获得最佳的排气管长度，能有效提升设计准确度和缩短设计周期。

本小型活塞内燃机排气谐振特性测试装置的手轮调整机构内部设置两组调整机构，分别是手轮二7对应的粗调节机构，和手轮一6对应的细调节机构，粗调节机构能够快速调整排气管头端1和排气管尾端10组成的谐振腔长度，加快工作速度，细调节机构能够准确的调整谐振腔的长度，从而获得精准的数据结果。

本小型活塞内燃机排气谐振特性测试装置通过在固定座2与排气管头端1和外置的发动机试验台之间加装橡胶垫18的方式，有效减少发动机试验台和固定座2对排气管头端1震动频率的影响，最大程度的降低实验工况与现实工况之间的差距，保证实验结果符合实际情况。

本小型活塞内燃机排气谐振特性测试装置的手轮一6和手轮二7外部均设置刻度线和指针9，方便数据的直接读取，并且手轮调节机构内部采用涡轮与蜗杆的传动方式，由于蜗轮蜗杆具有较大的传动比，且具有自锁的特性，保证谐振腔内部受冲击的时候，排气管尾端10能够保证位置不发生变化，从而保证实验数据的可靠性。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。