间隙调节装置和光学内燃机的制作方法

1.本发明涉及一种能够用于调节缸盖与缸套之间的间距的间隙调节装置以及具有这样的间隙调节装置的光学内燃机。


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有针对性地指导燃烧室设计的优化。
3.在结构方面，由于装配链较长，很难保证缸套顶面与缸盖底面之间的最终装配间隙。如果缸套顶面与缸盖底面的间隙过小会导致缸套在装配或工作时碎裂。相反，如果该间隙过大，则无法保证燃烧室的可靠的密封。此外，在缸套由价格昂贵的、高纯度、高强度的石英玻璃制成的情况下，由于玻璃缸套的材料机械加工性能难以保证，因此很难保证缸套与缸盖之间的间隙处于理想的范围内。当该间隙不满足要求时，由于无法在装配期间或在装配过程之后对该间隙进行调整，则必须重新制造新的零部件，从而使整个测试开发周期延长并且使研发成本明显增加。


技术实现要素：

4.根据本发明的一个方面所提出的任务是，提供一种间隙调节装置以用于调节缸套与缸盖之间的间隙，确切地说为缸套顶面与缸盖底面之间的间隙。
5.根据本发明的一个方面所提出的间隙调节装置，所述间隙调节装置具有缸盖、缸套、间隙调节盘以及缸套支架，所述缸套装配在所述间隙调节盘处，所述间隙调节盘布置在所述缸套支架处，所述缸套支架一侧固定在缸盖处并且另一侧固定在缸体处，所述缸套与所述间隙调节盘一起借助于缸套支架相对于缸盖进行固定，通过调整所述间隙调节盘相对于所述缸套支架的位置来调整缸套与缸盖之间的间隙。
6.根据本发明的一个方面所提出的间隙调节装置，所述间隙调节盘在背离缸套的底面处设置有一组沿周缘均匀地分布的凸台，相应地，在所述缸套支架的顶面处设置有多组用于容纳所述凸台的凹口，所述凹口具有与所述凸台相同的形状并且沿所述缸套支架的周缘均匀地进行布置，其中一组凹口具有与另一组凹口不同的深度。
7.根据本发明的一个方面所提出的间隙调节装置，在所述间隙调节盘处设置有一对间隔180
°
的凸台，相应地，在所述缸套支架处设置有多对凹口，每对凹口中的凹口间隔180
°
。
8.根据本发明的一个方面所提出的间隙调节装置，所述间隙调节盘的凸台和所述缸套支架的凹口截扇形地进行构造，以用于防止所述间隙调节盘相对于所述缸套支架进行转动。
9.根据本发明的一个方面所提出的间隙调节装置，在所述间隙调节盘处设置有用于
容纳定位销和螺栓的钻孔，借助于所述定位销和螺栓使所述间隙调节盘相对于所述缸套支架进行预定位。
10.根据本发明的一个方面所提出的间隙调节装置，所述缸套支架在其面向缸套和缸盖的顶面上设置有多个支柱，所述缸套放置在由所述支柱围成的空间中，以用于保护所述缸套以免受到外力冲击。
11.根据本发明的一个方面所提出的间隙调节装置，所述光学内燃机的缸套由玻璃制成。
12.根据本发明的一个方面所提出的间隙调节装置，在所述缸套与缸盖之间的间隙中布置有o型密封圈。
13.根据本发明的一个方面所提出的间隙调节装置，在所述间隙调节盘的面向缸套的顶面处设置有环形的凹陷结构，所述缸套能够放置在所述凹陷结构处。
14.根据本发明的间隙调节装置能够实现对光学内燃机的缸盖底面与缸套顶面之间的间隙进行调整。
15.此外，本发明还提出一种光学内燃机，其具有缸体、活塞、曲轴连杆机构以及这样的间隙调节装置，因此能够具有上面所描述的优点。
附图说明
16.参考附图，对本发明更详细地进行说明，其中：图1示出根据本发明的一个实施例的间隙调节装置的分解视图；图2示出源于图1的间隙调节盘的立体图；图3从另一方向示出源于图2的间隙调节盘的立体图；图4示出源于图1的缸套支架。
具体实施方式
17.容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神的条件下，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发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
18.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。
19.图1示出了根据本发明的间隙调节装置，其包括有缸盖10、缸套20、间隙调节盘30以及缸套支架40。如常见的内燃机那样，在缸盖10处通常布置有进气阀、排气阀、火花塞等零部件，当容纳在缸体中的活塞运动到上止点时，缸套20与缸盖10和活塞的顶面共同形成燃烧室。缸套支架40在上方固定在缸盖10处并且在下方固定在未示出的缸体上。在测试用的光学内燃机的情况下，在此所提到的缸套20可选地能够由玻璃、例如高强度的石英玻璃制成。进一步，透过该透明的玻璃缸套能够对燃烧室内的燃烧情况和气体喷射进行拍摄和观察。当然，例如还能够通过采用透明的光学活塞头和反光镜的组合或其他方式来实现对
燃烧室内的情况进行观察。
20.缸套20放置或固定在间隙调节盘30上，同时间隙调节盘30放置或固定在缸套支架40上，该缸套20和间隙调节盘30借助于缸套支架40相对于缸盖10进行固定。缸套20例如能够借助螺纹紧固件固定在间隙调节盘30上，间隙调节盘30同样也能够借助于螺纹紧固件固定在缸套支架40上。
21.在缸套20、间隙调节盘30以及缸套支架40的中心处设置有大小相同的贯通孔21、31、41，该贯通孔的尺寸稍微大于活塞的外径，以便允许活塞在其中进行往复运动。
22.可选地，参考图2和图3，间隙调节盘30在其面向缸套20的顶面处设置有环形的、用于放置缸套的凹陷结构32，所述凹陷结构32的顶面与缸套20的底面形成面接触配合，也就是说，这两者非线性接触，这在一定程度上降低了这两者的接触应力。进一步，在所述凹陷结构32中还设置有用于安装橡胶垫圈的凹槽，以便防止玻璃缸套20与间隙调节盘30的金属材料直接接触而被刮伤或发生破裂。
23.同样，缸套支架40在其面向间隙调节盘30的顶面处设置有环形的、用于放置该间隙调节盘30的凹陷结构42，该凹陷结构在装配的状态下与间隙调节盘30的底面形成面接触配合，以便降低这两者之间的接触应力。
24.应该说明的是，术语“顶面”和“底面”是基于在装配的状态下相对于缸盖10的取向，即朝向缸盖10的那一面被称为“顶面”，而背离缸盖10的那一面被称为“底面”。
25.可选地，在所述间隙调节盘30处设置有用于容纳定位销50和螺栓60的钻孔33，借助于其能够首先将间隙调节盘30相对于缸套支架40进行预定位。随后，借助于安装螺栓70将缸套支架40连同缸套20和间隙调节盘30固定在缸盖10处。缸套20的顶面的曲面结构与缸盖10的底面的曲面结构之间的间隙可以借助于o型密封圈来密封，该间隙例如能够设置为2.0mm并且其通过两个o型密封圈进行填充，以便形成密封的燃烧室。
26.在间隙调节盘30的背离缸套20的底面处设置有一组凸台34，该凸台沿间隙调节盘30的周缘方向均匀地进行布置，相应地，在缸套支架40上设置有多组与该凸台的形状相同的、用于容纳凸台34的凹口43。每一组或其中一组凹口具有与另一组凹口不同的深度，通过使凸台34与不同深度的凹口相配合能够改变缸套20的顶面与缸盖10的底面之间的间隙，并且由此为该间隙的设计和制造提供了一定的冗余。在实际生产过程中，以这种方式能够降低缸套的加工精度和成本。
27.在此应该说明的是，对于“一组”这一概念，能够但是不强制性地将其数量限制为两个，其还能够是多于两个。此外，凸台和凹口的每一组的数量优选地能够是相等的或是成倍数关系。
28.可选地，如图3和图4所示出的那样，该间隙调节盘30具有一对彼此间隔180
°
的凸台34，相应地，缸套支架40具有三对凹口43、43'、43''，每一对凹口中的每个凹口间隔180
°
的进行布置。这三对凹口43、43'、43''的深度能够以一定的梯度进行变化，例如以0.1mm的梯度变化。尤其地，第一对凹口43具有1.8mm的深度；第二对凹口43'具有1.9mm的深度；第三对凹口43''具有2.0mm的深度，与此相应地，间隙调节盘的凸台34能够具有大于等于2.0mm的高度。由此，通过将间隙调节盘的凸台34与不同深度的凹口43、43'、43''相配合，能够使放置在间隙调节盘30上的缸套20的顶面与缸盖10的底面之间的间隙保持在规定的范围内，例如是该间隙为2mm。
29.可选地，该凸台34与凹口43能够构造成截扇形，以防止间隙调节盘30相对于缸套支架40进行转动。在此所提到的“截扇形”类似于梯形，其具有彼此成角度的两个侧边和两个弧形边，如图3和图4所示出的那样。
30.应该说明的是，本发明并不限于间隙调节盘的凸台与缸套支架的凹口相配合的方案，还包括有间隙调节盘的凹口与缸套支架的凸台相配合的方案。
31.在缸套支架40的面向间隙调节盘30的顶面处设置有多个支柱44，例如在所示出的实施例中，设置有四个支柱，该支柱沿缸套支架40的周缘均匀地进行布置。该多个支柱围成环绕其中心的通孔的空间，缸套20能够容纳在该空间中，以便在玻璃缸套的情况下防止其受到外部冲击而发生破裂。另外，在装配的状态下，支柱44抵靠并固定在缸盖10处。
32.此外，本发明还包括一种光学内燃机，其具有缸体、活塞、曲轴连杆机构、飞轮以及根据前述的任意一项或多项实施方式的间隙调节装置，其因此具有的技术特征以及具有的技术效果相应于前面的描述，故在此不再赘述。
33.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发明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发明的法律保护范围内。

技术特征：
1.间隙调节装置，其特征在于，所述间隙调节装置具有缸盖、缸套、间隙调节盘以及缸套支架，所述缸套装配在所述间隙调节盘处，所述间隙调节盘布置在所述缸套支架处，所述缸套支架一侧固定在缸盖处并且另一侧固定在缸体处，所述缸套与所述间隙调节盘一起借助于缸套支架相对于缸盖进行固定，通过调整所述间隙调节盘相对于所述缸套支架的位置来调整缸套与缸盖之间的间隙。2.根据权利要求1所述的间隙调节装置，其特征在于，所述间隙调节盘在背离缸套的底面处设置有一组沿周缘均匀分布的凸台，并且在所述缸套支架的顶面处设置有多组用于容纳所述凸台的凹口，所述凹口具有与所述凸台相同的形状并且沿所述缸套支架的周缘均匀地进行布置，其中一组凹口具有与另一组凹口不同的深度。3.根据权利要求2所述的间隙调节装置，其特征在于，在所述间隙调节盘处设置有一对间隔180
°
的凸台，并且在所述缸套支架处设置有多对凹口，每对凹口中的凹口间隔180
°
。4.根据权利要求2所述的间隙调节装置，其特征在于，所述间隙调节盘的凸台和所述缸套支架的凹口截扇形地进行构造，以用于防止所述间隙调节盘相对于所述缸套支架进行转动。5.根据权利要求1所述的间隙调节装置，其特征在于，在所述间隙调节盘处设置有用于容纳定位销和螺栓的钻孔，借助于所述定位销和螺栓使所述间隙调节盘相对于所述缸套支架进行预定位。6.根据权利要求1所述的间隙调节装置，其特征在于，所述缸套支架在其面向缸套和缸盖的顶面上设置有多个支柱，所述缸套放置在由所述支柱围成的空间中，以用于保护所述缸套以免受到外力冲击。7.根据权利要求6所述的间隙调节装置，其特征在于，所述缸套由玻璃制成。8.根据权利要求1所述的间隙调节装置，其特征在于，在所述缸套与缸盖之间的间隙中布置有o型密封圈。9.根据权利要求1至8中任一项所述的间隙调节装置，其特征在于，在所述间隙调节盘的面向缸套的顶面处设置有环形的凹陷结构，所述缸套能够放置在所述凹陷结构处。10.光学内燃机，其特征在于，具有缸体、活塞、曲轴连杆机构以及根据权利要求1至9中任一项所述的用于调整缸盖与缸套之间的间隙的间隙调节装置。

技术总结
本发明涉及一种间隙调节装置和光学内燃机，所述间隙调节装置具有缸盖、缸套、间隙调节盘以及缸套支架，所述缸套装配在所述间隙调节盘处，所述间隙调节盘布置在所述缸套支架处，所述缸套支架一侧固定在缸盖处并且另一侧固定在缸体处，所述缸套与所述间隙调节盘一起借助于缸套支架相对于缸盖进行固定，通过调整所述间隙调节盘相对于所述缸套支架的位置来调整缸套与缸盖之间的间隙。整缸套与缸盖之间的间隙。整缸套与缸盖之间的间隙。


技术研发人员：孙正 郎伟钦 王立新 尹建民
受保护的技术使用者：泛亚汽车技术中心有限公司
技术研发日：2022.01.06
技术公布日：2023/7/20