本發(fā)明屬于一種內(nèi)燃機(jī)冷卻傳熱技術(shù)，尤其涉及一種內(nèi)燃機(jī)缸蓋非均勻加熱實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

隨著內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，內(nèi)燃機(jī)正逐漸向著高性能、高效率的方向發(fā)展，但隨之而來的問題是熱負(fù)荷的增加。較高的熱負(fù)荷對內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、排放性等性能有著較大的影響，因此進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)傳熱研究是十分必要的。但由于內(nèi)燃機(jī)本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和缸內(nèi)工作環(huán)境的多變性，內(nèi)燃機(jī)在工作過程中容易產(chǎn)生振動等不易控因素的影響，這種振動會導(dǎo)致缸內(nèi)的傳熱特性發(fā)生變化，從而使得缸蓋的溫度場變得不均勻，在這種狀態(tài)下無法對缸蓋的受熱情況做出準(zhǔn)確的分析。

目前還沒有一種技術(shù)裝置可以模擬燃燒室著火時室內(nèi)的熱氛圍并實(shí)現(xiàn)對內(nèi)燃機(jī)缸蓋的非均勻加熱，因此想要準(zhǔn)確的分析缸蓋在這種熱氛圍下的受熱情況仍然十分困難。為了能夠解決這一難題，本申請?zhí)岢隽艘环N實(shí)驗(yàn)裝置，這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、可控性好、實(shí)驗(yàn)周期短、經(jīng)濟(jì)性好。排除了上述振動等不易控因素的影響，可以很好的模擬出內(nèi)燃機(jī)在非工作狀態(tài)下燃燒室著火時室內(nèi)的熱氛圍，從而使得缸蓋的受熱情況盡可能的真實(shí)與準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述問題提供一種內(nèi)燃機(jī)缸蓋非均勻加熱實(shí)驗(yàn)裝置，能夠?qū)δM燃燒室進(jìn)行非均勻加熱，并通過溫度控制器使得模擬燃燒室內(nèi)的溫度可控，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)燃機(jī)缸蓋非均勻受熱系統(tǒng)的模擬與分析。為今后進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)的工作可靠性，提高內(nèi)燃機(jī)經(jīng)濟(jì)性，動力性和排放性提供良好的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種內(nèi)燃機(jī)缸蓋非均勻加熱實(shí)驗(yàn)裝置，包括模擬缸體、加熱管、模擬活塞、溫度傳感器、溫度控制器和固定裝置；

所述模擬缸體設(shè)有缸孔，所述缸孔位于模擬缸體中間，所述模擬活塞位于缸孔內(nèi)、且與缸孔間隙配合；

所述加熱管為等距環(huán)形結(jié)構(gòu)，加熱管內(nèi)部電熱絲纏繞為環(huán)形內(nèi)圈電熱絲間距小，外圈間距逐漸增大；所述加熱管內(nèi)還填充有氧化鎂粉；氧化鎂粉填充為環(huán)形內(nèi)圈松，外圈逐漸變緊；

所述模擬活塞的頂部設(shè)有模擬燃燒室、并且與缸孔和內(nèi)燃機(jī)缸蓋共同組成密封的燃燒室；

所述加熱管與溫度傳感器經(jīng)由所述固定裝置固定在模擬缸體上、且放置在模擬燃燒室內(nèi)；所述加熱管和溫度傳感器分別與溫度控制器電連接，所述溫度傳感器用于測量加熱管的溫度信號，并將溫度信號傳送到溫度控制器，溫度控制器用于對加熱管進(jìn)行加熱。

上述方案中，所述模擬活塞分為上、下兩部分，上部分直徑D與所述孔缸直徑大小相匹配、且間隙配合，下部分為手持段，下部分直徑為d略小于上部分直徑D；

所述模擬活塞的上部分設(shè)有定位凸臺，所述缸孔內(nèi)設(shè)有定位卡槽；所述定位凸臺位置與所述定位卡槽相對應(yīng)，定位凸臺可旋轉(zhuǎn)卡在定位卡槽內(nèi)。

上述方案中，所述模擬缸體上還設(shè)有導(dǎo)向槽；

所述加熱管輸出和輸入端置于導(dǎo)向槽、且通過耐高溫密封膠將所述加熱管輸出和輸入端部分密封。

上述方案中，所述模擬缸體為鑄鐵材質(zhì)。

上述方案中，所述模擬活塞為銅質(zhì)材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：加熱管內(nèi)部電熱絲纏繞為環(huán)形內(nèi)圈電熱絲間距小、外圈間距大，氧化鎂粉具有導(dǎo)熱和絕緣的效果，氧化鎂粉環(huán)形內(nèi)圈填充松，溫度上升快，外圈填充緊，溫度上升慢，通過上述兩個方式實(shí)現(xiàn)非均勻加熱。采用非均勻加熱管模擬熱源，可以通過溫度控制器直接控制溫度響應(yīng)速度快；并可實(shí)現(xiàn)模擬燃燒室內(nèi)非均勻加熱；本發(fā)明裝置集密封與可控化一體，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，操作靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)燃機(jī)缸蓋在燃燒室非著火情況下的非均勻受熱條件。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式的裝置系統(tǒng)組成示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施方式的模擬缸體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施方式的加熱管結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施方式的加熱管結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖5為圖4中加熱管Ⅰ處剖面圖；

圖6為圖4中加熱管Ⅱ處剖面圖；

圖7為圖4中加熱管Ⅲ處剖面圖；

圖8為本發(fā)明一實(shí)施方式的模擬活塞結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、模擬缸體；101、定位卡槽；102、導(dǎo)向槽；103、缸孔；2、加熱管；201絕緣子；202、封口材料；203、引出棒；204、氧化鎂粉；205、電熱絲；206、金屬保護(hù)套；207接線端；3、模擬活塞；301、定位凸臺；302、模擬燃燒室；4、溫度傳感器；5、溫度控制器；6、固定裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

圖1所示為本發(fā)明所述內(nèi)燃機(jī)缸蓋非均勻加熱實(shí)驗(yàn)裝置的一種實(shí)施方式，所述內(nèi)燃機(jī)缸蓋非均勻加熱實(shí)驗(yàn)裝置，包括模擬缸體1、加熱管2、模擬活塞3、溫度傳感器4、溫度控制器5和固定裝置6。

所述加熱管2和溫度傳感器4分別與溫度控制器5電連接，所述加熱管2的輸出和輸入端口分別與溫度控制器5的正負(fù)極相接。所述溫度傳感器4用于測量加熱管2的溫度信號，并將溫度信號傳送到溫度控制器5，溫度控制器5用于對加熱管2進(jìn)行加熱，模擬對缸蓋底板火力面的加熱過程。

如圖2所示，所述模擬缸體設(shè)有缸孔103，所述缸孔103位于模擬缸體1中間，所述模擬活塞3位于缸孔103內(nèi)、且與缸孔103實(shí)現(xiàn)良好的間隙配合。

如圖3所述加熱管2設(shè)有絕緣子201、封口材料202、引出棒203、氧化鎂粉204、電熱絲205、金屬保護(hù)套206和接線端207；加熱管2內(nèi)部電熱絲205纏繞為內(nèi)圈電熱絲205間距小、外圈間距大。如圖4、5、6和7所示，所述加熱管2為等距環(huán)形結(jié)構(gòu)，加熱管2內(nèi)部電熱絲205纏繞為環(huán)形內(nèi)圈電熱絲間距小，外圈間距逐漸增大，形成電熱管2內(nèi)圈發(fā)熱量大，外圈發(fā)熱量小。氧化鎂粉204填充為環(huán)形內(nèi)圈松，外圈逐漸變緊，形成電熱管2內(nèi)圈熱傳遞快，外圈熱傳遞慢。

如圖8所示，所述模擬活塞3的頂部有凹腔，為模擬燃燒室302、并且與缸孔103和內(nèi)燃機(jī)缸蓋共同組成密封的燃燒室；所述加熱管2與溫度傳感器4經(jīng)由所述固定裝置6盤繞成等間距環(huán)形結(jié)構(gòu)固定在模擬缸體1上、且放置在模擬燃燒室302內(nèi)；模擬燃燒室302與模擬缸體1、加熱管2共同模擬內(nèi)燃機(jī)燃燒室環(huán)境。

所述模擬活塞3分為上、下兩部分，上部分直徑D與所述孔缸103直徑大小相匹配、且間隙配合，下部分為手持段，下部分直徑為d略小于上部分直徑D。所述模擬活塞3上部分設(shè)有定位凸臺301，所述缸孔103內(nèi)設(shè)有定位卡槽101；所述定位凸臺301位置與所述定位卡槽101相對應(yīng)，定位凸臺301可旋轉(zhuǎn)卡在定位卡槽101內(nèi)；通過握持模擬活塞3手持段按定位卡槽101，定位凸臺301沿著導(dǎo)向卡槽101推進(jìn)到其頂部，并逆時針旋轉(zhuǎn)一定角度使其固定于模擬缸體1上，使模擬缸體1與模擬活塞3相連。

所述模擬缸體1上還設(shè)有導(dǎo)向槽102；所述加熱管2輸出和輸入端置于導(dǎo)向槽102、且通過耐高溫密封膠將所述加熱管2輸出和輸入端部分密封。

所述模擬缸體1為鑄鐵材質(zhì)，所述模擬活塞3為銅質(zhì)材料，在模擬發(fā)動機(jī)工作環(huán)境時，銅質(zhì)活塞3與鑄鐵材質(zhì)的模擬缸體1實(shí)現(xiàn)良好的間隙配合。

本發(fā)明適用于研究內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)內(nèi)的傳熱機(jī)理。利用本發(fā)明裝置的具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(1)實(shí)驗(yàn)前，將加熱管2和溫度傳感器4連接與溫度控制器5上，安裝好模擬活塞3，檢查整個裝置的安全性。

(2)啟動實(shí)驗(yàn)裝置，首先將溫度傳感器4調(diào)整到設(shè)定值，通過加熱管2將模擬燃燒室3加熱到一定溫度，使得此時的溫度傳感器4將所測溫度反饋給溫度控制器5；

(3)當(dāng)步驟(2)加熱溫度穩(wěn)定時，記錄對應(yīng)的數(shù)據(jù)，設(shè)定不同的溫度值重復(fù)此步驟。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個實(shí)施例描述的，但并非每個實(shí)施例僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實(shí)施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施例或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。