光学内燃机的制作方法

1.本实用新型涉及一种试验用的光学内燃机。


背景技术：

2.为了更好地研究内燃机的工作过程，研究人员通常利用光学内燃机来研究燃烧室内部的气流运动、喷雾形成和燃烧过程。与常规的内燃机相比，光学内燃机能够利用二维或三维图像使燃烧室的内部情况可视化，从而提供更多的信息并且由此促使有针对性地指导燃烧室设计的优化。为了模拟内燃机的真实的燃烧特性，在单缸光学内燃机中对气缸的压缩比提出了较高的要求。


技术实现要素：

3.根据本实用新型的一个方面所提出的任务是，提供一种具有高压缩比的光学内燃机。
4.根据本实用新型的一个方面所提出的光学内燃机，光学内燃机，包括：
5.缸盖，其设置成用于与缸套和活塞一起形成燃烧室；
6.缸体，其具有贯通孔，活塞能够在所述贯通孔中进行往复运动；
7.缸套，其设置成用于容纳活塞并且在两端分别与缸盖和缸体连接；
8.光学组件，所述光学组件布置在缸体的观察窗口处；
9.其中，所述光学内燃机的活塞包括依次连接的中空地构造的上活塞段、中活塞段和下活塞段，所述上活塞段具有透明的、光线可穿过的顶部，在所述中活塞段的圆周上设置有开口，光线通过所述光学组件的反射能够在所述中活塞段的内部朝着所述上活塞段的顶部进行传播。
10.根据本实用新型的一个方面所提出的光学内燃机，所述缸体包括彼此连接的上缸体和下缸体，所述观察窗口设置在所述上缸体处。
11.根据本实用新型的一个方面所提出的光学内燃机，所述光学组件设置成反光镜。
12.根据本实用新型的一个方面所提出的光学内燃机，在所述观察窗口处设置有沟槽，所述光学组件以其端部插入到所述沟槽中。
13.根据本实用新型的一个方面所提出的光学内燃机，在所述中活塞段处布置有导向环，以用于引导活塞的往复运动。
14.根据本实用新型的一个方面所提出的光学内燃机，所述下活塞段的活塞裙部的周缘壁被部分地切除，以用于降低活塞的总质量和运动惯性。
15.根据本实用新型的一个方面所提出的光学内燃机，在所述下活塞段处布置有压缩环和油环，以用于防止光学内燃机漏气并且将多余的机油刮到光学内燃机的曲轴箱中。
16.根据本实用新型的一个方面所提出的光学内燃机，在所述下活塞段处还布置有导向环，以用于引导活塞的往复运动。
17.根据本实用新型的一个方面所提出的光学内燃机，所述上活塞段的顶部由石英玻
璃制成。
18.根据本实用新型的一个方面所提出的光学内燃机，所述上活塞段、中活塞段和下活塞段能够单独地进行构造并且以螺纹连接的方式进行固定。
19.根据本公开的光学内燃机能够具有较高的压缩比，以便较好地模拟真实的燃烧室内的燃烧情况。
附图说明
20.图1示出根据本实用新型的光学内燃机的活塞；
21.图2示出根据本实用新型的光学内燃机的缸体；
22.图3示意性地示出光学内燃机的光学组件的光线在缸体中的走向。
具体实施方式
23.容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神的条件下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。
24.在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
25.图1示出该光学内燃机的活塞100，并且图2和图3分别示意性地示出根据本实用新型的光学内燃机的缸体200。与常见的光学内燃机类似，根据本实用新型的光学内燃机具有缸盖、缸套、活塞销、曲轴连杆机构、飞轮机构等，为了清楚明了起见，这些构件并未在附图中示出。具体地，在缸盖上布置有进气门、排气门以及相应的凸轮机构并且该缸盖设置成用于在活塞运动到上止点时与缸套、活塞顶部（更确切地说，在本技术的范围内为上活塞段的顶部）一起形成燃烧室。同样设置成用于容纳活塞的缸套布置在缸体与缸盖之间，例如借助于螺纹紧固件或以压紧的方式固定在缸体与缸盖之间。
26.根据图1，活塞100分段式地进行构造，其包括有依次连接的上活塞段110、中活塞段120以及下活塞段130。相比于从现有技术中已知的延长活塞的构造方案，活塞100能够较长地进行构造并且由此能够实现较大的压缩比。这三个活塞段110、120、130能够彼此独立地进行构造，并且随后借助于螺纹连接固定在一起。这三个活塞段110、120、130中空地进行构造，其中，上活塞段的顶部111构造成透明的，例如能够由石英玻璃制成，以便在实验过程中光线能够穿过所述顶部到达燃烧室中。考虑到上活塞段的顶部111的材料，其能够构造为平顶，这在一定程度上简化了制造过程。
27.参考图2和3，在缸体200处设置有观察窗口210，在其处布置有光学组件，为清楚起见，所述光学组件仅仅用实线条进行表示并且未设有附图标记。另外，该光学组件的光路仅仅以带箭头的虚线进行说明。在实验过程中，光线能够从光学内燃机的外部过来通过光学组件的反射在中活塞段120的内部朝着上活塞段的顶部111进行传播直至到达燃烧室内。
28.观察窗口210能够通过部分地切除缸体200的材料来实现。可选地，其能够分布在
缸体200的外周缘处，例如在附图中所示出的那样，设置有四个观察窗口。在观察窗口210处设置有沟槽（未示出），光学组件能够以其端部插入到所述沟槽中或借助于附加的器件固定在所述沟槽中。在实验过程中，操纵人员能够借助所述光学组件直接观察燃烧室内的燃烧情况。
29.可选地，为了与较长的活塞100相匹配，光学内燃机的缸体200能够可选地同样分段式地进行构造，即缸体200具有上缸体220和下缸体230，在所述上缸体的下方的端部处设置有用于承载和固定光学组件的观察窗口210。上缸体220与下缸体230能够以螺纹连接的方式进行固定，例如在上缸体220的从外部可接近的敞开的基座处设置有用于插入螺纹紧固件的凸台。应该说明的是，缸体200（包括上缸体220和下缸体230在内）的贯通孔设置成用于容纳做往复运动的活塞100，但是其外部的几何形状能够根据需要灵活地进行设计，例如设计成附图中所示出的具有矩形的外轮廓。
30.下面，再次结合图1对活塞100的构造进行进一步的阐释。可选地，在上活塞段110的靠近中活塞段120的端部（也就是说，下端部）处布置有密封环112，其能够紧固在上活塞段110的环形凹槽中。密封环112的外层包覆有橡胶材料，以避免刮伤缸套。
31.此外，中活塞段120的外圆周面被部分地切除，也就是说在圆周上设置有切口121，其降低了活塞100的总质量。切口121能够根据中活塞段120的长度构造为跑道形或矩形。
32.可选地，在中活塞段120的一个端部或两个端部处布置有导向环122，以用于引导活塞在缸体和缸套中的运动并且由此防止在活塞运动时由于活塞较长而引起的活塞转向敲缸以及其它类型的不稳定运动。该导向环122能够由塑料制成，在活塞运动的过程中，其能够紧贴着缸体的贯通孔进行运动。
33.对于下活塞段130，其具有用于安装活塞销的活塞销座131和活塞裙部132。在下活塞段130处设置有压缩环133和油环134，以用于防止内燃机漏气并且将多余的机油刮回到曲轴箱中。
34.可选地，在所述下活塞段130处，例如在压缩环133和油环134之间还布置有导向环135，该导向环用于引导活塞的往复运动并且进一步提高活塞的运动稳定性。
35.可选地，下活塞段的活塞裙部132挖空地进行设计，也就是说其周缘壁被部分地切除，以用于进一步降低活塞的总质量并且由此降低活塞的运动惯量。
36.应当理解的是，所有以上的实施例都是示例性的而非限制性的，本领域技术人员在本实用新型的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本实用新型的法律保护范围内。