一種分層式活塞熱傳遞試驗裝置製造方法
2023-08-02 23:50:26
一種分層式活塞熱傳遞試驗裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種分層式活塞熱傳遞試驗裝置，缸套（4）套裝在外套（2）內，外套（2）與缸套（4）之間圍設有水腔（3），缸套（4）與外套（2）在上端和下端接觸部分分別設置有O形橡膠密封圈（6）和膠圈（18），活塞頭部（11）與活塞體（17）組成的活塞裝設在缸套（4）內，活塞頭部（11）與活塞體（17）之間由調整墊片（12）連接，壓蓋（7）通過螺栓（10）將缸套（4）壓緊連接在外套（2）上，一環（13）設置在活塞體（17）上，二環（14）設置在活塞體（17）上，位於一環（13）的下方，油環（15）設置在活塞體（17）上，位於二環（14）的下方，活塞體（17）內部設置有油腔（16），油腔（16）下方設置有冷卻噴嘴（19）。本發明通過調整墊片改變活塞頂岸高度，有效地模擬了活塞受熱狀態及冷卻狀態。
【專利說明】一種分層式活塞熱傳遞試驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於活塞熱傳遞試驗方法【技術領域】，具體涉及研究活塞頂岸高度變化對第一環槽區域溫度影響的活塞熱傳遞試驗裝置，尤其涉及一種分層式活塞熱傳遞試驗裝置。
【背景技術】
[0002]活塞第一環槽溫度過高是導致柴油機長時間運轉後出現活塞環膠結的主要原因，試驗發現，第一環槽溫度超過24(T260°C時，槽底積炭特別嚴重。活塞冷卻油腔能夠有效阻斷由活塞頭部流向環區的熱流，降低環區的溫度，但在活塞研製過程中，由於燃燒室形狀的影響，冷卻油腔通常只能保持與第一環平齊或稍低的位置，在這種情況下，活塞頂岸高度成為第一環槽溫度的主要影響因素。
[0003]頂岸高度的選取應考慮下列因素:當活塞在上死點時，非冷卻活塞中的第一道氣環不應超過氣缸套冷卻水面；在冷卻活塞中，雖然熱量主要由冷卻油帶走，但由於活塞冷卻油腔位置限制，也應儘可能使第一道氣環不超過氣缸套冷卻水面，因此，為了確保第一道氣環有較好的工作條件，頂岸高度不能過小。隨著發動機輕量化及高緊湊發展趨勢，為了降低活塞的高度和重量，縮小頂岸與氣缸套之間形成的有害間隙，頂岸高度又要求儘量縮小。因此，需要設計試驗，研究頂岸高度變化對活塞第一環槽溫度的影響規律，為活塞頂岸高度設計及燃燒室結構設計提供支撐。
【發明內容】
[0004]本發明就是為了解決活塞頂岸高度變化對第一環槽區域溫度影響的問題，而提出了一種分層式活塞熱傳遞試驗裝置。
[0005]本發明採用的技術方案:一種分層式活塞熱傳遞試驗裝置，它包括水管接頭1、外套2、水腔3、缸套4、熱電偶5、O形橡膠密封圈6、壓蓋7、紅外測溫儀8、雷射器9、螺栓10、活塞頭部11、調整墊片12、一環13、二環14、油環15、油腔16、活塞體17、膠圈18和冷卻噴嘴19，缸套4套裝在外套2內，外套2與缸套4之間圍設有水腔3，缸套4與外套2在上端和下端接觸部分分別設置有O形橡膠密封圈6和膠圈18，用於控制進出水的水管接頭I與外套2連接，並與水腔3連通，活塞頭部11與活塞體17組成的活塞裝設在缸套4內，活塞頭部11與活塞體17之間由調整墊片12連接，壓蓋7通過螺栓10將缸套4壓緊連接在外套2上，一環13設置在活塞體17上，二環14設置在活塞體17上，位於一環13的下方，油環15設置在活塞體17上，位於二環14的下方，活塞體17內部設置有油腔16，油腔16下方設置有冷卻噴嘴19,壓蓋7內部位於活塞頭部11的上方設置有雷射器9,在雷射器9上方設置有紅外測溫儀8，在一環13上設置有熱電偶5。
[0006]本發明與現有技術相比其有益效果是:本發明通過調整墊片改變活塞頂岸高度，在有效模擬活塞受熱狀態及冷卻狀態下，通過試驗研究活塞頂岸高度變化對環槽區域溫度的影響規律。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0008]如圖1所示，一種分層式活塞熱傳遞試驗裝置，它包括水管接頭1、外套2、水腔3、缸套4、熱電偶5、0形橡膠密封圈6、壓蓋7、紅外測溫儀8、雷射器9、螺栓10、活塞頭部11、調整墊片12、一環13、二環14、油環15、油腔16、活塞體17、膠圈18和冷卻噴嘴19，缸套4套裝在外套2內，外套2與缸套4之間圍設有水腔3，缸套4與外套2在上端和下端接觸部分分別設置有O形橡膠密封圈6和膠圈18，用於控制進出水的水管接頭I與外套2連接，並與水腔3連通，活塞頭部11與活塞體17組成的活塞裝設在缸套4內，活塞頭部11與活塞體17之間由調整墊片12連接，壓蓋7通過螺栓10將缸套4壓緊連接在外套2上，一環13設置在活塞體17上，二環14設置在活塞體17上，位於一環13的下方，油環15設置在活塞體17上，位於二環14的下方，活塞體17內部設置有油腔16，油腔16下方設置有冷卻噴嘴19，壓蓋7內部位於活塞頭部11的上方設置有雷射器9，在雷射器9上方設置有紅外測溫儀8，在一環13上設置有熱電偶5。其中，調整墊片12為與活塞體17的材料相同，通過改變調整墊片12的數量改變活塞頂端高度，採用雷射器9加熱活塞頂面，採用紅外測溫儀8監測活塞表面溫度，通過熱電偶5測量一環13的區域溫度。
[0009]工作原理:首先將熱電偶5固定於一環13上，將活塞頭部11與活塞體17固定在氣缸套中，然後調整好雷射器9的位置和紅外測溫儀8的監測區域，如圖1所示。開啟循環冷卻水及冷卻油，對活塞體17進行冷卻；開啟雷射器9、紅外測溫儀8的數據監測軟體，使活塞溫度在最高、最低設置溫度間循環變化，通過熱電偶5測量活塞環槽區域溫度並保存數據。
[0010]試驗中，活塞大部分熱量通過油腔16帶走，活塞頭部11傳入缸套4的熱量，通過水腔3內的冷卻水帶走，通過監測一環13的區域溫度變化規律，優化活塞頂端高度設計。
【權利要求】
1.一種分層式活塞熱傳遞試驗裝置，它包括水管接頭(I)、外套(2)、水腔(3)、缸套(4)、熱電偶(5)、O形橡膠密封圈(6)、壓蓋(7)、紅外測溫儀(8)、雷射器(9)、螺栓(10)、活塞頭部(11)、調整墊片(12)、一環(13)、二環(14)、油環(15)、油腔(16)、活塞體(17)、膠圈(18)和冷卻噴嘴(19)，其特徵是:缸套(4)套裝在外套(2)內，外套(2)與缸套(4)之間圍設有水腔(3)，缸套(4)與外套(2)在上端和下端接觸部分分別設置有O形橡膠密封圈(6)和膠圈(18)，用於控制進出水的水管接頭(I)與外套(2)連接，並與水腔(3)連通，活塞頭部(11)與活塞體(17)組成的活塞裝設在缸套(4)內，活塞頭部(11)與活塞體(17)之間由調整墊片(12)連接，壓蓋(7)通過螺栓(10)將缸套(4)壓緊連接在外套(2)上，一環(13)設置在活塞體(17)上，二環(14)設置在活塞體(17)上，位於一環(13)的下方，油環(15)設置在活塞體(17)上，位於二環(14)的下方，活塞體(17)內部設置有油腔(16)，油腔(16)下方設置有冷卻噴嘴(19 )，壓蓋(7 )內部位於活塞頭部(11)的上方設置有雷射器(9 )，在雷射器(9 )上方設置有紅外測溫儀(8 )，在一環(13 )上設置有熱電偶(5 )。
【文檔編號】G01M13/00GK104390766SQ201410493174
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】宋吉林, 龐銘, 甄洪梅, 葛玉霞, 王旭蘭, 馬軍華, 任偉, 白軍愛, 張潔, 王曼 申請人:中國北方發動機研究所(天津)