一種分層式活塞熱傳遞試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)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(nèi)，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(nèi)，活塞頭部（11）與活塞體（17）之間由調(diào)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(huán)（13）設置在活塞體（17）上，二環(huán)（14）設置在活塞體（17）上，位于一環(huán)（13）的下方，油環(huán)（15）設置在活塞體（17）上，位于二環(huán)（14）的下方，活塞體（17）內(nèi)部設置有油腔（16），油腔（16）下方設置有冷卻噴嘴（19）。本發(fā)明通過調(diào)整墊片改變活塞頂岸高度，有效地模擬了活塞受熱狀態(tài)及冷卻狀態(tài)。
【專利說明】一種分層式活塞熱傳遞試驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于活塞熱傳遞試驗方法【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及研究活塞頂岸高度變化對第一環(huán)槽區(qū)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(shù)】
[0002]活塞第一環(huán)槽溫度過高是導致柴油機長時間運轉(zhuǎn)后出現(xiàn)活塞環(huán)膠結(jié)的主要原因，試驗發(fā)現(xiàn)，第一環(huán)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(huán)區(qū)的熱流，降低環(huán)區(qū)的溫度，但在活塞研制過程中，由于燃燒室形狀的影響，冷卻油腔通常只能保持與第一環(huán)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(huán)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(huán)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，但由于活塞冷卻油腔位置限制，也應盡可能使第一道氣環(huán)不超過氣缸套冷卻水面，因此，為了確保第一道氣環(huán)有較好的工作條件，頂岸高度不能過小。隨著發(fā)動機輕量化及高緊湊發(fā)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，頂岸高度又要求盡量縮小。因此，需要設計試驗，研究頂岸高度變化對活塞第一環(huán)槽溫度的影響規(guī)律，為活塞頂岸高度設計及燃燒室結(jié)構(gòu)設計提供支撐。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明就是為了解決活塞頂岸高度變化對第一環(huán)槽區(qū)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(fā)明采用的技術(shù)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、激光器9、螺栓10、活塞頭部11、調(diào)整墊片12、一環(huán)13、二環(huán)14、油環(huán)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(nèi)，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，用于控制進出水的水管接頭I與外套2連接，并與水腔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(nèi)，活塞頭部11與活塞體17之間由調(diào)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(huán)13設置在活塞體17上，二環(huán)14設置在活塞體17上，位于一環(huán)13的下方，油環(huán)15設置在活塞體17上，位于二環(huán)14的下方，活塞體17內(nèi)部設置有油腔16，油腔16下方設置有冷卻噴嘴19,壓蓋7內(nèi)部位于活塞頭部11的上方設置有激光器9,在激光器9上方設置有紅外測溫儀8，在一環(huán)13上設置有熱電偶5。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比其有益效果是:本發(fā)明通過調(diào)整墊片改變活塞頂岸高度，在有效模擬活塞受熱狀態(tài)及冷卻狀態(tài)下，通過試驗研究活塞頂岸高度變化對環(huán)槽區(qū)域溫度的影響規(guī)律。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)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、激光器9、螺栓10、活塞頭部11、調(diào)整墊片12、一環(huán)13、二環(huán)14、油環(huán)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(nèi)，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，用于控制進出水的水管接頭I與外套2連接，并與水腔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(nèi)，活塞頭部11與活塞體17之間由調(diào)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(huán)13設置在活塞體17上，二環(huán)14設置在活塞體17上，位于一環(huán)13的下方，油環(huán)15設置在活塞體17上，位于二環(huán)14的下方，活塞體17內(nèi)部設置有油腔16，油腔16下方設置有冷卻噴嘴19，壓蓋7內(nèi)部位于活塞頭部11的上方設置有激光器9，在激光器9上方設置有紅外測溫儀8，在一環(huán)13上設置有熱電偶5。其中，調(diào)整墊片12為與活塞體17的材料相同，通過改變調(diào)整墊片12的數(shù)量改變活塞頂端高度，采用激光器9加熱活塞頂面，采用紅外測溫儀8監(jiān)測活塞表面溫度，通過熱電偶5測量一環(huán)13的區(qū)域溫度。
[0009]工作原理:首先將熱電偶5固定于一環(huán)13上，將活塞頭部11與活塞體17固定在氣缸套中，然后調(diào)整好激光器9的位置和紅外測溫儀8的監(jiān)測區(qū)域，如圖1所示。開啟循環(huán)冷卻水及冷卻油，對活塞體17進行冷卻；開啟激光器9、紅外測溫儀8的數(shù)據(jù)監(jiān)測軟件，使活塞溫度在最高、最低設置溫度間循環(huán)變化，通過熱電偶5測量活塞環(huán)槽區(qū)域溫度并保存數(shù)據(jù)。
[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(nèi)的冷卻水帶走，通過監(jiān)測一環(huán)13的區(qū)域溫度變化規(guī)律，優(yōu)化活塞頂端高度設計。
【權(quán)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)、激光器(9)、螺栓(10)、活塞頭部(11)、調(diào)整墊片(12)、一環(huán)(13)、二環(huán)(14)、油環(huán)(15)、油腔(16)、活塞體(17)、膠圈(18)和冷卻噴嘴(19)，其特征是:缸套(4)套裝在外套(2)內(nèi)，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)，用于控制進出水的水管接頭(I)與外套(2)連接，并與水腔(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(nèi)，活塞頭部(11)與活塞體(17)之間由調(diào)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(huán)(13)設置在活塞體(17)上，二環(huán)(14)設置在活塞體(17)上，位于一環(huán)(13)的下方，油環(huán)(15)設置在活塞體(17)上，位于二環(huán)(14)的下方，活塞體(17)內(nèi)部設置有油腔(16)，油腔(16)下方設置有冷卻噴嘴(19 )，壓蓋(7 )內(nèi)部位于活塞頭部(11)的上方設置有激光器(9 )，在激光器(9 )上方設置有紅外測溫儀(8 )，在一環(huán)(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(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)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(fā)動機研究所(天津)