CN111207321A - 一种可视化发动机及其缸内照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可视化发动机及其缸内照明装置，该缸内照明装置包括：套筒，上端开设有第一排气孔；探头，密封安装于套筒下端；透光端盖，密封安装于探头下端；灯体，包括灯管和设置于灯管下端的灯珠，灯管贯穿于套筒且下端伸入探头内，灯管的外周面与套筒的内周面以及探头的内周面之间均具有间隙，灯管下端的管壁上开设第二排气孔，灯管上端与压缩空气源相连通。灯珠发出的光透过透光端盖照射在缸内，由此实现缸内照明，照明充足，保证了图像采集质量。并且，压缩空气源向灯管内通入空气，空气经第二排气孔、灯管外周面与探头内周面和套筒内周面之间的间隙、第一排气孔后排出，由此带走热量，规避了热量积聚形成热点致使早燃或爆震的问题。

Description

一种可视化发动机及其缸内照明装置
技术领域
本发明涉及发动机可视化技术领域，特别是涉及一种可视化发动机及其缸内照明装置。
背景技术
发动机可视化技术能够直观地反映缸内混合气形成过程和燃烧状态，在发动机研发和故障诊断中具有无可替代的优势。
目前，发动机可视化结构主要分为以下两类：
一类是，配置透明缸套，在缸外设置LED光源和相机。
这类结构应用时存在：透明缸套反光严重致使采集的图像不清晰的弊端。
另一类是，仍然采用传统的金属钢套，在缸内配置内窥镜头，并且设置由光源、光纤和玻璃光头组成的光纤照明设备，其中玻璃光头设置在缸内，光源发出的亮光经光纤传导至位于缸内的玻璃光头。
这类结构应用时存在：传导过程中光大幅衰减致使照明不足的弊端；以及，散热不好引发气缸早燃和爆震的弊端。
有鉴于此，开发一种新的发动机的可视化结构，使其能够规避上述部分或全部弊端，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种可视化发动机的缸内照明装置，所述缸内照明装置包括：
套筒，上端开设有第一排气孔；
探头，密封安装于所述套筒下端；
透光端盖，密封安装于所述探头下端；
灯体，包括灯管和设置于灯管下端的灯珠；所述灯管贯穿于所述套筒且下端伸入所述探头内，并且，所述灯管的外周面与所述套筒的内周面以及所述探头的内周面之间均具有间隙；所述灯管下端的管壁上开设第二排气孔，所述灯管上端与压缩空气源相连通。
使用时，将其安装在发动机的缸盖上，并使透光端盖部分或者全部位于缸内，给灯珠通电，灯珠发出的光透过透光端盖照射在缸内，由此实现缸内照明。
缸内照明可以规避缸外照明导致透明缸套反光致使采集的图像不清晰的问题，而且采用灯珠通电照明可以规避光纤导光导致光大幅衰减致使照明不足的问题。
并且，使用时，压缩空气源向灯管内通入空气，空气自灯管上端流向灯管下端的第二排气孔，然后自第二排气孔依次经灯管外周面与探头内周面之间的间隙、灯管外周面与套筒内周面之间的间隙流向套筒上端的第一排气孔，并自第一排气孔排出。
空气流动带走热量，使透光端盖、灯珠和灯管均得以冷却，由此规避了热量持续积聚形成热点致使气缸早燃和爆震的问题，并可以规避灯珠和灯管过热烧坏的问题。
可选地，所述套筒下端设置内螺纹孔，所述探头上端拧于所述内螺纹孔；并且，所述探头外周设置第一环状凸台，所述第一环状凸台的上端面与所述套筒的下端面配合形成密封面。
可选地，所述套筒下端最底部位置的外径和所述第一环状凸台的外径均小于所述套筒下端其他位置的外径。
可选地，所述灯管外周设置第二环状凸台，所述第二环状凸台的下端面与所述套筒的上端面相抵触。
可选地，所述缸内照明装置还包括压盖，所述压盖安装于所述套筒上端并向下抵压所述第二环状凸台。
可选地，所述套筒上端设置沉孔，所述沉孔内嵌装有导向环，所述导向环的内周面与所述灯管的外周面相适配。
可选地，所述探头内周形成正多边形孔，所述正多边形孔的内切圆面与所述灯管的外周面相适配。
可选地，所述套筒的下端设置外螺纹，用于与可视化发动机的缸盖相连。
本发明还提供一种可视化发动机，所述可视化发动机设置有相机和缸内照明装置，所述缸内照明装置为上述任一项所述的缸内照明装置。
可选地，所述可视化发动机的缸套为透明缸套且所述相机位于缸外；或者，所述可视化发动机的缸套为金属钢套且所述相机配置有内窥镜头，所述内窥镜头伸入缸内。
附图说明
图1为本发明提供的缸内照明装置一种具体实施例的整体结构剖视图。
图2为具体实施例中套筒的剖视图；
图3为具体实施例中灯体的剖视图；
图4为具体实施例中探头和透光端盖的剖视图；
图5为本发明提供的可视化发动机第一种具体实施例的结构示意图；
图6为本发明提供的可视化发动机第二种具体实施例的结构示意图。
其中，图1至图6中的附图标记说明如下：
1缸内照明装置；
11套筒，111第一排气孔，112内螺纹孔，113沉孔；
12探头；121第一环状凸台，122正多边形孔；
13透光端盖；
14灯体；141灯管，1411出线孔，1412第二环状凸台，1413安装沉孔，1414第二排气孔，142灯珠，143导线，144接线端子；
15导向环；16压盖；17管路；18接头；
2可视化发动机，21缸盖，22相机；
2’可视化发动机，21’缸盖，22’相机，23’内窥镜头。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
请参考图1至图6，图1为本发明提供的缸内照明装置一种具体实施例的整体结构剖视图；图2为具体实施例中套筒的剖视图；图3为具体实施例中探头和透光端盖的剖视图；图4为具体实施例中灯体的剖视图；图5为本发明提供的可视化发动机第一种具体实施例的结构示意图；图6为本发明提供的可视化发动机第二种具体实施例的结构示意图。
首先需要说明的是，上下文所述的上、下均是基于图中的视角而言的，目的是清楚表达的各部件的相对位置，而不应当理解为对技术方案的限定。
本发明提供一种缸内照明装置和配置有该缸内照明装置的可视化发动机，下文对两者一并进行说明。
如图1-图3所示，该缸内照明装置1包括套筒11、探头12、透光端盖13。探头12密封安装于套筒11下端，透光端盖13密封安装于探头12下端。
在具体实施例中，套筒11下端设置内螺纹孔112，探头12上端拧于该内螺纹孔112。并且，探头12外周设置第一环状凸台121，探头12拧到位时，第一环状凸台121的上端面与套筒11的下端面相贴合，两者相互配合形成密封面。在具体实施例中，透光端盖13与探头12一体设置。当然，探头12密封安装于套筒11下端的方式和透光端盖13密封安装于探头12下端的方式均不局限于此，比如也可以通过螺栓和密封垫实现密封连接。
在具体实施例中，透光端盖13为半球形盖。实际应用中，可以根据实际照明需求选择不同形状的透光端盖13。比如，仅需要对正前方照明时，可以选择圆柱形透光端盖13；需要对前方更大区域照明时，可以选择平板形透光端盖13；需要对一定角度的侧面区域照明时，可以选择斜板形透光端盖13。
而且，实际应用中，还可以根据缸内温度和压力选择不同材质的透光端盖13。比如：自然吸气发动机，缸内温度压力相对较低，可选择石英透光端盖13；增压发动机，缸内温度压力较高，可选择蓝宝石透光端盖13。
并且，如图1所示，该缸内照明装置1还包括灯体14。
如图4所示，灯体14具体包括灯管141、灯珠142、导线143和接线端子144等。
其中，灯珠142安装在灯管141的下端，具体的，两者可以粘结在一起。实际应用中，可以根据照明亮度和照明角度需求的不同，选择不同亮度和发光角度的灯珠142。而且，优选节能效果较好的LED灯珠142。
其中，灯管141贯穿于套筒11且下端伸入探头12内，使灯珠142靠近透光端盖13。并且，灯管141上端管壁上开设有出线孔1411。
其中，接线端子144嵌装于出线孔1411。
其中，导线143位于灯管141内，且一端与灯珠142相连，另一端与接线端子144相连。
如图5所示，可视化发动机2的缸盖21上开设安装孔，套筒11下端和探头12均安装在该安装孔内，使透光端盖13部分或全部位于缸内。在具体实施例中，套筒11下端设置外螺纹，安装孔的内周面设置与该外螺纹适配的内螺纹，使套筒11下端拧于安装孔，并且安装孔设置有台阶面，第一环状凸台121的下端面与该台阶面相抵触，以限定该缸内照明装置的安装位置。
如图5所示，配置该缸内照明装置1的可视化发动机2采用透明缸套，并在缸外配置相机22。或者，如图6所示，配置该缸内照明装置1的可视化发动机2’采用传统的金属缸套，并在缸外配置相机22’，并且，相机22’配置有内窥镜头23’，内窥镜头23’穿过缸盖21’伸入缸内。
并且，如图1所示，该缸内照明装置1还包括压缩空气源(图中未示出)、管路17和接头18。
管路17一端与压缩空气源相连通，另一端通过接头18与灯管141的上端相连通。在具体实施例中，灯管141上端设置安装沉孔1413，接头18嵌装于该安装沉孔1413内。
而且，灯管141外周面与套筒11内周面之间具有间隙，与探头12内周面之间也具有间隙。而且，套筒11上端的筒壁上设置第一排气孔111，灯管141下端的管壁上设置第二排气孔1414。
使用时，给灯珠142通电，灯珠142发出的光透过透光端盖13照射在缸内，实现缸内照明，从而使相机能够清晰地拍摄到缸内混合气形成过程和燃烧状态。
而且，使用时，压缩空气源向灯管141内通入空气，空气自灯管141上端流向灯管141下端的第二排气孔1414，然后自第二排气孔1414依次经灯管141外周面与探头12内周面之间的间隙、灯管141外周面与套筒11内周面之间的间隙流向套筒11上端的第一排气孔111，并自第一排气孔111排出。
空气流动带走热量，使透光端盖13、灯珠142和灯管141均得以冷却，由此规避了热量持续积聚形成热点致使气缸早燃和爆震的问题，并可以规避灯珠142和灯管141过热烧坏的问题。
具体的，如图1所示，套筒11下端最底部位置的外径和第一环状凸台121的外径(在具体实施例中，两者的外径一致)均小于套筒11下端其他位置的外径。如此设置，可以防止相对缸盖拆装套筒11引起套筒11和探头12之间的螺纹连接松动致使探头12落入缸内的问题。
具体的，如图4所示，灯管141外周设置第二环状凸台1412，第二环状凸台1412的下端面与套筒11的上端面相抵触，以限定灯管141的轴向安装位置。具体来说，应当保证第二环状凸台1412与套筒11的上端面相抵触的状态下，灯珠142与透光端盖13之间具有恰当的间隙，使灯珠142与透光端盖13不会因为间隙过小而产生干涉，也不会因为间隙过大致使灯珠142发出的光被探头12遮挡造成照明区域减小。
更具体的，如图1所示，还设置有压盖16。压盖16安装于套筒11上端并向下抵压第二环状凸台1412。在具体实施例中，压套设置上小下大的阶梯通孔，该阶梯通孔的下部为内螺纹孔部，套筒11上端拧于该内螺纹孔部。灯杆贯穿过该阶梯通孔，第二环状凸台1412的上端面与阶梯通孔的阶梯面相抵触。
具体的，如图1和图2所示，套筒11上端设置沉孔113。该沉孔113内嵌装有导向环15。该导向环15的内周面与灯管141的外周面相适配，也就是说，导向环15的内径与灯管141的外径基本一致，但不影响灯管141贯穿过导向环15。
具体的，如图3所示，探头12的内周形成正多边形孔122。该正多边形孔122的内切圆面与灯管141的外周面相适配，也就是说，正多边形孔122的内切圆直径与灯管141的外径基本一致，但不影响灯管141贯穿过正多边形孔122。
导向环15和正多边形孔122均可以导向灯管141的安装方向，还均可以对灯管141起到固定作用，规避发动机运转引起灯管141大幅晃动。而且，正多边形孔122在起到这两方面作用的同时，还能与灯管141的外周面形成间隙，保证空气的流通。
在具体实施例中，如图3所示，设置为正六边形孔，并且正六边形孔的顶端设置倒圆角，以加强导向效果。
综上所述，本发明提供的可视化发动机及其缸内照明装置具有如下技术效果：
1、实现缸内照明，照明充足，保证了图像采集质量。
2、有较好的散热性能，即使可视化发动机在全负荷工况下长时间运转，也不会产生热点而早燃或爆震。
3、灯管安装可靠，发动机运转时灯管不会大幅晃动。
4、便于拆装、便于更换不同的灯体和透光端盖。
以上对本发明提供的可视化发动机及其缸内照明装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可视化发动机的缸内照明装置，其特征在于，所述缸内照明装置包括：
套筒(11)，上端开设有第一排气孔(111)；
探头(12)，密封安装于所述套筒(11)下端；
透光端盖(13)，密封安装于所述探头(12)下端；
灯体(14)，包括灯管(141)和设置于灯管(141)下端的灯珠(142)，所述灯管(141)贯穿于所述套筒(11)且下端伸入所述探头(12)内，并且，所述灯管(141)的外周面与所述套筒(11)的内周面以及所述探头(12)的内周面之间均具有间隙，所述灯管(141)下端的管壁上开设第二排气孔(1414)，所述灯管(141)上端与压缩空气源相连通。
2.根据权利要求1所述的缸内照明装置，其特征在于，所述套筒(11)下端设置内螺纹孔(112)，所述探头(12)上端拧于所述内螺纹孔(112)；并且，所述探头(12)外周设置第一环状凸台(121)，所述第一环状凸台(121)的上端面与所述套筒(11)的下端面配合形成密封面。
3.根据权利要求2所述的缸内照明装置，其特征在于，所述套筒(11)下端最底部位置的外径和所述第一环状凸台(121)的外径均小于所述套筒(11)下端其他位置的外径。
4.根据权利要求1所述的缸内照明装置，其特征在于，所述灯管(141)外周设置第二环状凸台(1412)，所述第二环状凸台(1412)的下端面与所述套筒(11)的上端面相抵触。
5.根据权利要求4所述的缸内照明装置，其特征在于，所述缸内照明装置还包括压盖(16)，所述压盖(16)安装于所述套筒(11)上端并向下抵压所述第二环状凸台(1412)。
6.根据权利要求1所述的缸内照明装置，其特征在于，所述套筒(11)上端设置沉孔(113)，所述沉孔(113)内嵌装有导向环(15)，所述导向环(15)的内周面与所述灯管(141)的外周面相适配。
7.根据权利要求1所述的缸内照明装置，其特征在于，所述探头(12)内周形成正多边形孔(122)，所述正多边形孔(122)的内切圆面与所述灯管(141)的外周面相适配。
8.根据权利要求1-7任一项所述的缸内照明装置，其特征在于，所述套筒(11)的下端设置外螺纹，用于与可视化发动机的缸盖相连。
9.一种可视化发动机，所述可视化发动机设置有相机(22，22’)和缸内照明装置，其特征在于，所述缸内照明装置为权利要求1-8任一项所述的缸内照明装置(1)。
10.根据权利要求9所述的可视化发动机，其特征在于，所述可视化发动机的缸套为透明缸套且所述相机(22)位于缸外；或者，所述可视化发动机的缸套为金属钢套且所述相机(22’)配置有内窥镜头(23’)，所述内窥镜头(23’)伸入缸内。
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