一種可拆裝油腔內(nèi)芯的內(nèi)冷活塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可拆裝油腔內(nèi)芯的內(nèi)冷活塞包括活塞主體、內(nèi)芯和石英玻璃頂面，所述的活塞主體頂部設有石英玻璃頂面固定螺栓、內(nèi)芯固定凹槽、內(nèi)芯放置腔和石英玻璃頂面放置臺，內(nèi)芯固定凹槽位于內(nèi)芯放置腔兩側(cè)，活塞主體內(nèi)部設置有進油道和出油道，進油道和出油道分別與內(nèi)芯放置腔相通。本模型可以用于進行不同油腔形狀對活塞振蕩流動傳熱影響的相關(guān)試驗，試驗前將內(nèi)芯通過固定槽固定在主體模型上部后進行試驗，通過頂面透明石英玻璃板，可以拍攝到流體在腔體內(nèi)的流動特性。通過替換內(nèi)芯，可得到不同腔體形狀內(nèi)流體流動特性，通過對比研究可得不同腔體形狀對流動的影響，為內(nèi)冷活塞的優(yōu)化設計及應用提供支持。
【專利說明】一種可拆裝油腔內(nèi)芯的內(nèi)冷活塞

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模擬試驗用活塞模型，尤其涉及一種可拆裝油腔內(nèi)芯的內(nèi)冷活塞。

【背景技術(shù)】
[0002]活塞是柴油機的核心部件之一，在高速往復運動中除了承受著非常高的機械載荷夕卜，其頂面還承受著高溫燃氣周期性的加熱。在這樣高機械負荷、高熱負荷、高運轉(zhuǎn)速度的惡劣工作環(huán)境下，活塞成為了發(fā)動機中較易發(fā)生損壞的零件之一。
[0003]隨柴油機對功率密度要求的不斷提升，內(nèi)冷活塞獲得日益廣泛的應用。油腔內(nèi)冷卻油的流動和換熱過程對活塞的冷卻效果影響很大，從而影響到活塞甚至發(fā)動機的整體熱狀態(tài)分布。而油腔內(nèi)冷卻油的運動狀態(tài)直接受到內(nèi)冷油腔結(jié)構(gòu)的影響。因此，設計不同結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)冷油腔結(jié)構(gòu)，考查對應的冷卻油運動狀況，以及對應的換熱性能，對活塞結(jié)構(gòu)設計具有重要意義
因此，為了探究不同形狀內(nèi)冷油腔對冷卻油流動的影響，需要對活塞振蕩條件下，油腔內(nèi)的兩相流運動開展模擬試驗。針對試驗需要驗證多種形狀內(nèi)冷油腔這種情況，專門設計一種可拆裝內(nèi)冷油腔內(nèi)芯的可視化活塞模型，也是十分必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為活塞振蕩兩相流模擬試驗提供一種可拆裝油腔內(nèi)芯的內(nèi)冷活塞。
[0005]一種可拆裝油腔內(nèi)芯的內(nèi)冷活塞包括活塞主體、內(nèi)芯和石英玻璃頂面，所述的活塞主體頂部設有石英玻璃頂面固定螺栓、內(nèi)芯固定凹槽、內(nèi)芯放置腔和石英玻璃頂面放置臺，內(nèi)芯固定凹槽位于內(nèi)芯放置腔兩側(cè)，活塞主體內(nèi)部設置有進油道和出油道，進油道和出油道分別與內(nèi)芯放置腔相通，所述的內(nèi)芯放置在內(nèi)芯放置腔內(nèi)并與內(nèi)芯固定凹槽配合實現(xiàn)固定，所述的石英玻璃頂面放置在石英玻璃頂面放置臺內(nèi)，并由石英玻璃頂面固定螺栓實現(xiàn)固定，所述的活塞主體上開有活塞銷孔。
[0006]所述的內(nèi)芯上設置有內(nèi)芯進油孔、內(nèi)芯出油孔、內(nèi)芯固定槽、內(nèi)腔、所述的內(nèi)芯固定槽位于內(nèi)芯兩側(cè)，內(nèi)腔設置在內(nèi)芯內(nèi)，內(nèi)芯進油孔、內(nèi)芯出油孔分別與內(nèi)腔相連；內(nèi)芯裝配在活塞主體上時，內(nèi)芯固定槽與內(nèi)芯固定凹槽相配合，內(nèi)芯進油孔與進油道相通，內(nèi)芯出油孔與出油道相通。
[0007]所述的石英玻璃頂面上設置有石英玻璃頂面固定孔15,石英玻璃頂面裝配在活塞主體上時，石英玻璃頂面固定螺栓穿過石英玻璃頂面固定孔與活塞主體實現(xiàn)固定。
[0008]可選的，所述的內(nèi)腔為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，截面為圓形。
[0009]可選的，所述的內(nèi)腔為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，截面為橢圓形。
[0010]可選的，所述的內(nèi)腔為圓柱體。
[0011]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1.利用本活塞模型試驗時，在主體模型上安裝對應尺寸的內(nèi)芯，可以觀測油腔內(nèi)冷卻油的流動特性。當需要進行不同油腔形狀的試驗時，只需要更換不同油腔形狀的內(nèi)芯即可，無需整個活塞進行更換；同理，加工也僅需要加工內(nèi)芯即可，這縮短了試驗周期，為試驗提供了更大靈活性與便捷性；
2.本活塞模型頂面為透明石英玻璃面板，在上方放置高速攝像機進行拍攝，可以對冷卻油流動進行可視化研究；
3.本活塞模型結(jié)構(gòu)簡單，易于加工和安裝。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為活塞主體剖面圖；
圖2為可拆裝油腔內(nèi)芯的內(nèi)冷活塞的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的截面圖；
圖4為本發(fā)明的A-A面剖視圖；
圖5.本發(fā)明內(nèi)芯的結(jié)構(gòu)示意圖，其中a為圓形截面內(nèi)腔，b為橢圓形截面內(nèi)腔，c為圓柱體內(nèi)腔。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0014]本活塞模型主要包括主體模型和不同形狀油腔內(nèi)芯，石英玻璃頂面。
[0015]如圖1-4所示，一種可拆裝油腔內(nèi)芯的內(nèi)冷活塞包括活塞主體、內(nèi)芯和石英玻璃頂面，所述的活塞主體頂部設有石英玻璃頂面固定螺栓1、內(nèi)芯固定凹槽5、內(nèi)芯放置腔6和石英玻璃頂面放置臺7，內(nèi)芯固定凹槽5位于內(nèi)芯放置腔6兩側(cè)，活塞主體內(nèi)部設置有進油道3和出油道4，進油道3和出油道4分別與內(nèi)芯放置腔6相通，所述的內(nèi)芯放置在內(nèi)芯放置腔6內(nèi)并與內(nèi)芯固定凹槽5配合實現(xiàn)固定，所述的石英玻璃頂面放置在石英玻璃頂面放置臺7內(nèi)，并由石英玻璃頂面固定螺栓I實現(xiàn)固定，所述的活塞主體上開有活塞銷孔2。
[0016]所述的內(nèi)芯上設置有內(nèi)芯進油孔11、內(nèi)芯出油孔12、內(nèi)芯固定槽10、內(nèi)腔9、所述的內(nèi)芯固定槽10位于內(nèi)芯兩側(cè)，內(nèi)腔9設置在內(nèi)芯內(nèi)，內(nèi)芯進油孔11、內(nèi)芯出油孔12分別與內(nèi)腔9相連；內(nèi)芯裝配在活塞主體上時，內(nèi)芯固定槽10與內(nèi)芯固定凹槽5相配合，內(nèi)芯進油孔11與進油道3相通，內(nèi)芯出油孔12與出油道4相通。
[0017]所述的石英玻璃頂面上設置有石英玻璃頂面固定孔15,石英玻璃頂面裝配在活塞主體上時，石英玻璃頂面固定螺栓I穿過石英玻璃頂面固定孔15與活塞主體實現(xiàn)固定。
[0018]如圖5所示，可選的，所述的內(nèi)腔9為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，截面為圓形。可選的，所述的內(nèi)腔9為圓環(huán)結(jié)構(gòu),截面為橢圓形?？蛇x的，所述的內(nèi)腔9為圓柱體。
[0019]本發(fā)明的工作原理及過程如下(以圓形截面內(nèi)腔內(nèi)芯為例):
在使用前，需要將內(nèi)芯和石英玻璃頂面安裝到主體模型上。將內(nèi)芯放入內(nèi)芯放置腔6，內(nèi)芯的內(nèi)芯固定槽10對準主體模型上的內(nèi)芯固定凹槽5進行裝配，使內(nèi)芯不會在試驗時轉(zhuǎn)動。此時，內(nèi)芯進油孔11將會和主體模型的進油道3上方出口對齊，內(nèi)芯出油孔12將會和主體模型的出油道4上方進口對齊，以保證冷卻油順利通過腔體。將石英玻璃頂面置于石英玻璃頂面放置臺7，將石英玻璃頂面固定孔15與螺栓孔I對齊，擰入螺栓固定。至此，內(nèi)芯和石英玻璃頂面安裝完畢。
[0020]進行試驗時，冷卻油通過噴嘴噴射，進入主體模型的進油道3，通過進油道3后從上方出口流出，由于內(nèi)芯進油孔11在安裝時與進油道3上方出口對齊，因此冷卻油流進內(nèi)芯進油孔11到達圓形截面內(nèi)腔9內(nèi)，經(jīng)振蕩后，從另一端的內(nèi)芯出油孔12流出內(nèi)芯。由于內(nèi)芯出油孔12在安裝時與出油道4上方進口對齊，因此冷卻油流經(jīng)內(nèi)芯出油孔12進入出油道4，并通過出油道4流出活塞。
【權(quán)利要求】
1.一種可拆裝油腔內(nèi)芯的內(nèi)冷活塞，其特征在于包括活塞主體、內(nèi)芯和石英玻璃頂面，所述的活塞主體頂部設有石英玻璃頂面固定螺栓(I)、內(nèi)芯固定凹槽(5)、內(nèi)芯放置腔(6)和石英玻璃頂面放置臺(7)，內(nèi)芯固定凹槽(5)位于內(nèi)芯放置腔(6)兩側(cè)，活塞主體內(nèi)部設置有進油道(3)和出油道(4)，進油道(3)和出油道(4)分別與內(nèi)芯放置腔(6)相通，所述的內(nèi)芯放置在內(nèi)芯放置腔(6)內(nèi)并與內(nèi)芯固定凹槽(5)配合實現(xiàn)固定，所述的石英玻璃頂面放置在石英玻璃頂面放置臺(7)內(nèi)，并由石英玻璃頂面固定螺栓(I)實現(xiàn)固定，所述的活塞主體上開有活塞銷孔(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種可拆裝油腔內(nèi)芯的內(nèi)冷活塞，其特征在于所述的內(nèi)芯上設置有內(nèi)芯進油孔(11)、內(nèi)芯出油孔(12)、內(nèi)芯固定槽(10)、內(nèi)腔(9)、所述的內(nèi)芯固定槽(10)位于內(nèi)芯兩側(cè)，內(nèi)腔(9)設置在內(nèi)芯內(nèi)，內(nèi)芯進油孔(11)、內(nèi)芯出油孔(12)分別與內(nèi)腔(9)相連；內(nèi)芯裝配在活塞主體上時，內(nèi)芯固定槽(10)與內(nèi)芯固定凹槽(5)相配合，內(nèi)芯進油孔(11)與進油道(3)相通，內(nèi)芯出油孔(12)與出油道(4)相通。
3.如權(quán)利要求1所述的一種可拆裝油腔內(nèi)芯的內(nèi)冷活塞，其特征在于所述的石英玻璃頂面上設置有石英玻璃頂面固定孔15，石英玻璃頂面裝配在活塞主體上時，石英玻璃頂面固定螺栓(I)穿過石英玻璃頂面固定孔(15)與活塞主體實現(xiàn)固定。
4.如權(quán)利要求1所述的一種可拆裝油腔內(nèi)芯的內(nèi)冷活塞，其特征在于所述的內(nèi)腔(9)為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，截面為圓形。
5.如權(quán)利要求1所述的一種可拆裝油腔內(nèi)芯的內(nèi)冷活塞，其特征在于所述的內(nèi)腔(9)為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，截面為橢圓形。
6.如權(quán)利要求1所述的一種可拆裝油腔內(nèi)芯的內(nèi)冷活塞，其特征在于所述的內(nèi)腔(9)為圓柱體。
【文檔編號】G01N11/00GK104458498SQ201410683988
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】俞小莉, 奕冬, 黃鈺期, 劉震濤, 沈瑜銘, 陳俊玄, 黃瑞, 陳思南, 陳曉強, 孫正 申請人:浙江大學