[发明专利]全可视光学活塞和活塞组件

说明书

本发明涉及光学发动机领域，提供了一种全可视光学活塞和活塞组件。所述全可视光学活塞的第一端的端面用于与缸套和缸盖共同围设成燃烧室、第二端的端面向内凹陷形成弧形面，全可视光学活塞的尺寸应当满足以下条件：(D₁‑D₂)/(2*L)≤tan(α‑β)；其中，D₁表示全可视光学活塞的第一端端面的直径；D₂表示弧形面的直径；L表示全可视光学活塞的高度；α和β分别表示极限光路在弧形面边缘同一点处的折射角和入射角；极限光路为燃烧室内的光束自全可视光学活塞的第一端端面的边缘入射并从弧形面的边缘射出时所沿的路径。本发明通过使全可视光学活塞的尺寸满足预设条件就可借助光可逆的原理使燃烧室中任意区域的光源发出的光束经过全可视光学活塞两次折射后均能被观测到。

技术领域

本发明涉及光学发动机领域，具体涉及一种全可视光学活塞和活塞组件。

背景技术

汽车发动机是节能环保的重点领域，为了满足排放法规、达到节能减排的目的，人们开始尝试采用新型燃料和新型燃烧方法来提高发动机的效率。而为了更好的了解和改进上述方式这就需要对燃料在发动机缸内的混合过程、火焰传播情况、碳烟生成情况进行观测研究。

目前，一般采用光学发动机对其缸内的环境进行观测。光学活塞是光学发动机的重要组成部分，缸内燃烧图像可经由光学活塞被高速相机等设备采集，光学活塞性能对于光学发动机的测试效果影响重大。燃烧室的边缘是光学测试较为关注的区域，末端混合气自燃现象经常发生在此处。但是现有的光学活塞受到压盖的阻挡而导致观测范围狭小、无法覆盖到燃烧室边缘。

发明内容

本发明要解决的是现有光学活塞观测范围狭小、无法覆盖到燃烧室边缘的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种全可视光学活塞，所述全可视光学活塞的第一端的端面用于与缸套和缸盖共同围设成燃烧室、第二端的端面向内凹陷形成弧形面，所述全可视光学活塞的尺寸应当满足以下条件：

(D₁-D₂)/(2*L)≤tan(α-β)；

其中，D₁表示所述全可视光学活塞的第一端端面的直径；D₂表示所述弧形面的直径；L表示所述全可视光学活塞的高度；α和β分别表示极限光路在所述弧形面边缘同一点处的折射角和入射角；所述极限光路为所述燃烧室内的光束自所述全可视光学活塞的第一端端面的边缘入射并从所述弧形面的边缘射出时所沿的路径。

其中，所述全可视光学活塞的第一端的端面开设有凹坑。

其中，所述全可视光学活塞第一端的外壁设有向外凸起的第一凸台、第二端的外壁设有向外凸起的第二凸台，所述全可视光学活塞位于所述第一凸台与所述第二凸台之间的外壁自所述第二凸台至所述第一凸台向上倾斜。

其中，所述第二凸台的顶面为斜面。

其中，所述第一凸台的外径大于所述第二凸台的外径。

为解决上述问题，本发明还提供了一种活塞组件，该活塞组件包括延长活塞头、延长活塞体、多个夹持件以及上述所述的全可视光学活塞；所述延长活塞头套设于所述全可视光学活塞的外侧，所述延长活塞头的第一端设于所述第一凸台的下方、第二端与所述延长活塞体连接；所述延长活塞头与所述全可视光学活塞之间设有多个所述夹持件，多个所述夹持件沿所述全可视光学活塞的周向依次设置，每个所述夹持件的第一端设于所述第一凸台的下方、第二端的内壁设有用于嵌设所述第二凸台的限位槽；所述延长活塞体的内部沿所述延长活塞体的轴向开设有光路通道，所述光路通道依次通过所述延长活塞头和所述夹持件与所述全可视光学活塞连通，所述延长活塞体侧壁开设有与所述光路通道连通的窗口。