CN107421747A - 一种用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖，其包括：盖体；以及加热管安装孔，其设置于所述盖体上，该加热管安装孔用于安装加热管；当所述盖体盖设于定容燃烧装置的缸体上时，安装于该加热管安装孔内的加热管的下端延伸到定容燃烧装置的缸体内。另外，所述盖体上还可设置喷油器安装孔、缸压传感器安装孔以及热电偶安装孔，从而把喷油器、缸压传感器以及热电偶安装于盖体上。本发明把加热管安装到盖体上后使加热管的下端延伸到缸体内直接对缸内加热，其加热功率大，加热时间短，能够使缸内温度快速准确地达到实验所需的加热温度，从而完全满足缸内所需要的高温高压环境，并保证密封效果。

Description

一种用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖

技术领域

本发明涉及定容燃烧装置领域，特别涉及一种用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖。

背景技术

定容燃烧装置的结构简单、加工制造成本低，能够方便研究单一参数变化对燃油喷雾及燃烧过程的影响，主要用于模拟发动机活塞在上止点附近时的燃烧情况，定容燃烧装置开设有光学石英玻璃窗口，结合高速摄影技术对喷雾形态发展与燃烧火焰传播进行捕捉。定容燃烧装置广泛应用于汽油机和柴油机燃烧技术领域。在国内，许多高校都采用定容燃烧装置对发动机内部工作情况进行模拟和研究，如西安交通大学，天津大学，北京工业大学和北京理工大学等利用燃烧装置进行火焰的传播、燃烧和喷油器的喷雾特性等相关领域的研究。

定容燃烧装置顶盖的设计对于缸体内的密封和加热起着至关重要的作用，在高温高压时会产生压力波在缸体内来回反射，顶盖会承受较大的压力。此外，传统的定容燃烧装置采用加热器对输送到定容燃烧装置中的混合气进行加热，加热器安装在输送管道与燃烧装置之间，但是加热器无法满足实际工作中内燃机内部所需要的实际温度，而且加热时间慢，特别是冬天时候，内外环境温差大，燃烧装置缸体散热快，缸内温度远远不能达到实验所需要模拟内燃机的实际温度。而且管道与缸体之间安装加热器后加大了气体的传输距离，也可能引起气体的泄漏，加热器的温度和缸体的温度还可能会有温度差。因此，传统的定容燃烧装置难以保证缸内温度准确地达到实验所需的模拟温度。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖，从而克服加热器安装在输送管道与燃烧装置之间导致难以保证缸内温度准确地达到实验所需的模拟温度的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖，其中，包括：盖体；以及加热管安装孔，其设置于所述盖体上，该加热管安装孔用于安装加热管；当所述盖体盖设于定容燃烧装置的缸体上时，安装于该加热管安装孔内的加热管的下端延伸到定容燃烧装置的缸体内。

优选地，上述技术方案中，所述盖体上设置有若干个螺栓孔，每个所述螺栓孔与定容燃烧装置的缸体通过螺栓进行固定连接。

优选地，上述技术方案中，所述盖体上设置有四个呈方形状分布的所述加热管安装孔，以用于安装四个加热管。

优选地，上述技术方案中，所述盖体上还设置有一喷油器安装孔，该喷油器安装孔用于安装喷油器。

优选地，上述技术方案中，所述盖体上还设置有一缸压传感器安装孔，该缸压传感器安装孔用于安装缸压传感器。

优选地，上述技术方案中，所述盖体上还设置有一热电偶安装孔，该热电偶安装孔用于安装热电偶。

优选地，上述技术方案中，所述盖体向下凸设有一容纳于定容燃烧装置的缸体内的第一凸台，且所述第一凸台的下端向下凸设有一第二凸台，所述加热管安装孔、所述缸压传感器安装孔以及所述热电偶安装孔分布在所述第一凸台上，所述喷油器安装孔分布在所述第二凸台上。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明把加热管安装到盖体上后使加热管的下端延伸到缸体内直接对缸内加热，其加热功率大，加热时间短，能够使缸内温度快速准确地达到实验所需的加热温度，从而完全满足缸内所需要的高温高压环境，并保证密封效果。

2、本发明的盖体上还可设置喷油器安装孔、缸压传感器安装孔以及热电偶安装孔，从而把喷油器、缸压传感器以及热电偶安装于盖体上，其集成度高，安装和使用方便。

附图说明

图1是根据本发明用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖的立体结构示意图。

图2是根据本发明用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖的剖视图。

图3是根据本发明的盖体安装于定容燃烧装置的缸体上后的结构示意图。

主要附图标记说明：

1-盖体，2-螺栓孔，3-加热管安装孔，4-喷油器安装孔，5-缸压传感器安装孔，6-热电偶安装孔，7-第一凸台，8-第二凸台，9-密封垫片，10-缸体，11-加热管，12-喷油器，13-缸压传感器，14-热电偶。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1至图3显示了根据本发明优选实施方式的一种用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖的结构示意图，该用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖包括盖体1以及加热管安装孔3，参考图1至图3，盖体1采用45号钢加工而成，其表面粗糙度为3.2μm，以满足一定加工精度的要求，在盖体1的表面镀铬以防锈。为保证燃烧时具有足够的强度和刚度，本发明的盖体1能承受15MPa最大瞬态爆发压力，并且能够承受7MPa以内的静态压力。加热管安装孔3设置于盖体1上，加热管安装孔3用于安装加热管11，当盖体1盖设于定容燃烧装置的缸体10上时，安装于加热管安装孔3内的加热管11的下端延伸到定容燃烧装置的缸体10内。优选地，盖体1上设置有若干个螺栓孔2，每个螺栓孔2与定容燃烧装置的缸体10通过螺栓进行固定连接。盖体1可以为长方体状，螺栓孔2的数量可以为12个，其均布于盖体1的周边。进一步优选地，盖体1上设置有四个呈方形状分布的加热管安装孔3，以用于安装四个加热管11。加热管11的功率为1kw，四个加热管11同时工作最高温度能达到800K。加热管11还可以通过加热线与调压器连接，调压器用于调节加热管11的功率。加热管11的管头可做成螺栓状，且加热管安装孔3设置有对应的内螺纹，从而使加热管11通过螺纹连接的方式安装于加热管安装孔3内，便于安装和密封，在安装时还可先在加热管11的螺纹部分缠有白色生料带，以保证密封性。加热管11采用镍铬材料，镍合金为不锈钢，具有很好的耐高温性，抗氧化性和抗腐蚀性

本发明把加热管11通过加热管安装孔安装到盖体1上后，使加热管11的下端延伸到缸体10内直接对缸内加热，其加热功率大，加热时间短，能够使缸内温度快速准确地达到实验所需的加热温度，从而完全满足缸内所需要的高温高压环境，并保证密封效果。另外，加热管11采用镍铬材料，镍合金为不锈钢，具有很好的耐高温性，抗氧化性和抗腐蚀性。

优选地，盖体1上还设置有一喷油器安装孔4，喷油器安装孔4用于安装喷油器12。喷油器安装孔4位于盖体1的中心位置，喷油器12为电磁阀式喷油器，采用高压共轨试验台进行控制喷油，喷油压力最高能达220MPa。喷油器安装孔4的下端设置有一喷孔，喷油器12的喷嘴穿过喷孔，以使喷嘴部分露出到缸体1内，以保证拍摄图像的完整性。且喷油器12通过螺栓进行固定，以能够根据需要更换不同的喷油器12。

优选地，盖体上还设置有一缸压传感器安装孔5，缸压传感器安装孔5用于安装缸压传感器13。且盖体1上还设置有一热电偶安装孔6，热电偶安装孔6用于安装热电偶14。缸压传感器安装孔5和热电偶安装孔6位于喷油器安装孔4的两侧，且缸压传感器13和热电偶14分别通过螺纹连接的方式安装于缸压传感器安装孔5和电偶安装孔6内。缸压传感器13可以即时掌握缸体10内可燃混合气的压力，热电偶14用于对缸体10内部温度进行实时检测，并通过温度表显示缸内实际温度。优选地，盖体1向下凸设有一容纳于定容燃烧装置的缸体10内的第一凸台7，且第一凸台7的下端的中间向下凸设有一第二凸台8，加热管安装孔3、缸压传感器安装孔5以及热电偶安装孔6分布在第一凸台7上，喷油器安装孔4分布在第二凸台8上，通过设置第一凸台7和第二凸台8能够方便进行密封。安装时，可以在第一凸台7卡嵌到缸体10内，且在第一凸台7与缸体10之间设置有密封垫片9，密封垫片9涂有密封胶，以保证密封性。密封垫片9要定期更换，防止老化发生漏气。

本发明的盖体1上还设置喷油器安装孔4、缸压传感器安装孔5以及热电偶安装孔6，从而把喷油器12、缸压传感器13以及热电偶14安装于盖体1上，其集成度高，安装和使用方便。

本发明的用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖的制作装配如下：

步骤1：选用45号钢加工出盖体1，盖体1具有第一凸台7和第二凸台8，并具有螺栓孔2、加热管安装孔3、喷油器安装孔4、缸压传感器安装孔5以及热电偶安装孔6，保证各个立体平面的加工精度，并使盖体1密封面的粗糙度为3.2μm。

步骤2：在加热管11的螺纹部分缠绕白色生料胶带保证密封，然后加装铜质垫片和加热管11一起嵌入到加热管安装孔3内。

步骤3：把喷油器12安装于喷油器安装孔4内，可根据需要更换所需喷孔喷油器，安装时为保证拍摄图像的完整性，喷油器12的喷嘴有部分露出到喷孔之外。

步骤4：在喷油器12的左右两侧的缸压传感器安装孔5和热电偶安装孔6上分别安装缸压传感器13和热电偶14。

步骤5：盖体1通过螺栓固定到缸体10上，螺栓采用45钢，螺栓横截面积A＝153.86，拉应力为[σt]＝216MPa。安装盖体1前应加装密封垫片9，密封垫片9与缸体10的缸口涂有密封胶，第一凸台7与密封垫片9对应的位置也应涂抹密封胶，并等待24小时之后再进行盖体1的安装。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖，其特征在于，包括：

盖体；以及

加热管安装孔，其设置于所述盖体上，该加热管安装孔用于安装加热管；当所述盖体盖设于定容燃烧装置的缸体上时，安装于该加热管安装孔内的加热管的下端延伸到定容燃烧装置的缸体内。

2.根据权利要求1所述的用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖，其特征在于，所述盖体上设置有若干个螺栓孔，每个所述螺栓孔与定容燃烧装置的缸体通过螺栓进行固定连接。

3.根据权利要求1所述的用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖，其特征在于，所述盖体上设置有四个呈方形状分布的所述加热管安装孔，以用于安装四个加热管。

4.根据权利要求1所述的用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖，其特征在于，所述盖体上还设置有一喷油器安装孔，该喷油器安装孔用于安装喷油器。

5.根据权利要求4所述的用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖，其特征在于，所述盖体上还设置有一缸压传感器安装孔，该缸压传感器安装孔用于安装缸压传感器。

6.根据权利要求5所述的用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖，其特征在于，所述盖体上还设置有一热电偶安装孔，该热电偶安装孔用于安装热电偶。

7.根据权利要求6所述的用于密封和加热的定容燃烧装置的顶盖，其特征在于，所述盖体向下凸设有一容纳于定容燃烧装置的缸体内的第一凸台，且所述第一凸台的下端向下凸设有一第二凸台，所述加热管安装孔、所述缸压传感器安装孔以及所述热电偶安装孔分布在所述第一凸台上，所述喷油器安装孔分布在所述第二凸台上。