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[发明专利]动态环形叶栅和压气机环形叶栅动态实验装置-CN202310248483.6在审
发明人：施磊;王天友;鲁祯;孙凯 -专利权人：天津大学
申请日： 2023-03-15 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： F04D29/56 文献下载
摘要：本申请属于叶轮机械实验测试技术领域，提供了动态环形叶栅和压气机环形叶栅动态实验装置。该动态环形叶栅包括：进口导叶段机匣内部设有进口导叶段内侧管道，进口导叶段内侧管道与进口导叶段机匣之间形成第一装配区；多个进口导流叶片，以进口导叶段内侧管道的中线为轴心，依次环向设置于第一装配区内；多个第一调节机构依次环向设置于进口导叶段机匣上，第一调节机构的执行端贯穿进口导叶段机匣的外壳，与对应位置的进口导流叶片相连接，使得每个进口导流叶片独立旋转调节安装角。本申请提供的动态环形叶栅，通过在每一个进口导叶及出口导叶配置驱动电机，导叶动态以及整体或局部的角度调节，实现对来流条件周向非均匀度的控制。
动态环形压气实验装置

[发明专利]内燃机清洁燃烧的分层喷射再循环废气系统装置-CN202011548321.7有效
发明人：鲁祯;卢天龙;高玉川;王天友;刘梦雨 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-12-24 - 公布日： 2022-08-26 - 主分类号： F02M26/04 文献下载
摘要：本发明公开了内燃机清洁燃烧的分层喷射再循环废气、和高比热容或惰性气体的两种系统装置，前者整体装置由三部分组成，即再循环废气系统；喷射系统；以及动力系统组成。后者由四部分组成，添加了高比热容气体或惰性气体通路。喷射器的位置可在气缸中活塞上、下止点间任意一处，喷射器可设置1～3层，每层2‑6个。参与燃烧的气体从内燃机扫气口和喷射器两个进气通道进入气缸，其自身携带的动能会显著提升缸内涡流比，促进油气混合并加快了燃烧速率。本发明不需要对缸体结构做大幅度的改动；通过分层喷射，改善了氮氧化物的排放和弥补了EGR技术缺陷、燃油经济性降低等问题，不仅可以满足Tier III排放限值，还能同时减少燃油的消耗量。
内燃机清洁燃烧分层喷射再循环废气系统装置

[发明专利]涡轮增压器表面传感器的安装结构-CN202210308230.9在审
发明人：王天友;施磊;孙凯;鲁祯 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-03-26 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： F04D27/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种涡轮增压器表面传感器的安装结构，其技术方案是：涡轮机壳体设有螺纹通孔，定位套为T形并设有内外螺纹，定位套内设有两个阶梯台面，底部设有测压孔，测压孔中心轴线与定位套的中心轴线偏转0～80°。传感器与定位套固定后，定位套通过安装套筒与涡轮机壳体固定。传感器与定位套的第一阶梯台面之间留有0.1～2mm的间隙，定位套头部端面与涡轮机壳体内表面齐平，本发明保证传感器在运行过程中不会探出，彻底解决了测压孔加工时与涡轮机壳体的蜗壳部分的干涉问题。定位套与测压孔根据需要可独立加工，通过安装平台和定位套筒的双重限制，保证多个空间位置处传感器头部容腔大小一致，提高了动态测量结果时间响应的一致性。
涡轮增压表面传感器安装结构

[发明专利]发动机变工况下离心压气机性能测试台架装置-CN202210266187.4在审
发明人：王天友;施磊;鲁祯;孙凯 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-03-15 - 公布日： 2022-06-21 - 主分类号： F04D17/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种发动机变工况下离心压气机性能测试台架装置，其组成是：涡轮背盘温度模拟器与离心压气机同轴安装，并依次连接调速器以及驱动器，同时模拟器背板的表面设有热电偶阵列。在离心压气机的进出口设有测温探针，离心压气机盖板表面及旋转叶片表面亦设有热电偶阵列。气流通过进口管道流量计、进气整流系统，经离心压气机增压后由出口管道排出。本发明能够以设定的参数精确控制离心压气机转速变化；能够以设定的不同温度分布特征控制背板温度，来模拟增压器运转时涡轮背板辐射传热对压气机瞬态性能及内部流场的影响，最终再现增压器变转速时离心压气机内部流动传热典型特征，获取过渡状态下的离心压气机瞬态特性及内部流场。
发动机变工况离心压气性能测试台架装置

[发明专利]基于压差驱动的内燃机缸内气体自循环系统装置-CN202210275809.X在审
发明人：王天友;卢天龙;鲁祯 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-03-15 - 公布日： 2022-06-14 - 主分类号： F02B31/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于压差驱动的内燃机缸内气体自循环系统装置，整体装置由自循环进、排气系统以及储气系统组成。缸体上的进气控制阀、稳压罐、以及缸体上的排气控制阀等顺序连接组成内燃机缸体气体自循环子系统，两个相邻的子系统通过进气管连通。进排气管路的位置可在气缸中活塞上、下止点间任意一处，气体自循环进排气阀可共用同一阀门；也可采用不同阀门，气体自循环进排气管路双层布置气缸同侧。参与燃烧的气体自身携带的动能会显著提升缸内涡流比，促进油气混合并加快了燃烧速率。本发明通过不同气缸间的自循环流通，改善了缸内涡流提升受限于扫气效率的问题，在不需额外耗功的基础上，能够提高发动机功率，同时降低燃油的消耗。
基于驱动内燃机气体循环系统装置

[发明专利]低速二冲程船用柴油机排气门结构-CN202011550958.X有效
发明人：鲁祯;高玉川;王天友;刘梦雨;卢天龙 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-12-24 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： F01L3/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种低速二冲程船用柴油机排气门结构，其方案是：排气门设有废气流道，废气流道的进口设置在排气门底面；出口设置在排气门密封面，废气流道沿排气门中心轴线周向布置。流道可选择单环或双环结构，单环废气流道中心线与水平面的夹角α为20°～40°。双环布置结构分为内环与外环，内环流道夹角α为20°～40°；外环流道夹角α’为30°～50°。所有废气流道的中心线与排气门中心线投影到水平面上的夹角β均为10°～20°。通过在气门底面与密封面之间设置废气流道，有效地排除了气门下方废气聚集区聚集的残余废气，明显可提升扫气效率。通过废气流道不同结构角度的设计使废气流动阻力减至最小，柴油机工作性能得到提高。
低速冲程柴油机气门结构

[发明专利]一种单缸光学发动机-CN201810857220.4有效
发明人：贾毓鼎;肖广飞;李伟轩;鲁祯;杨沛文 -专利权人：宁波市鄞州德来特技术有限公司
申请日： 2018-07-31 - 公布日： 2021-04-30 - 主分类号： G01M15/02 文献下载
摘要：本发明涉及发动机技术领域，具体讲的是一种单缸光学发动机，包括曲轴箱体(1)，缸体(3)，第一支撑板(4)，缸盖支柱(5)，缸盖组件(6)，缸套(7)，用于支撑透明缸套(7)的支撑组件，加长活塞(8)，连杆(9)，还包括平衡箱体(10)，所述第一平衡轴(11)和第二平衡轴(12)上均设有偏心配重块(14)，当加长活塞(8)由下往上运动时，所述第一平衡轴(11)和第二平衡轴(12)上的偏心配重块(14)均由上往下运动，当加长活塞(8)由上往下运动时，所述第一平衡轴(11)和第二平衡轴(12)上的偏心配重块(14)均由下往上运动。提供一种有效降低震动，从而使测试数据准确和避免缸套破裂的单缸光学发动机。
一种光学发动机

[发明专利]低速二冲程船用柴油机气缸稳态流动测试装置与方法-CN201910583217.2有效
发明人：王天友;鲁祯;张备;孙凯;高玉川 -专利权人：天津大学
申请日： 2019-07-01 - 公布日： 2021-04-20 - 主分类号： G01P5/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种低速二冲程船用柴油机气缸稳态流动测试装置与方法，测试装置部分的组成结构是：风机与稳压箱、流量计、混合箱、稳压筒依次连接，气流可沿稳压筒三个通路进入扫气箱。扫气口与加长缸套连接，直线电机与活塞轴连接，活塞位于加长缸套内，排气管与加长缸套密封连接，排气门位于加长缸套内。支撑台架设有齿轮、齿条并组成传动副，齿轮齿条移动使排气门位于加长缸套内不同位置。其测试方法为：激光器光源入射至加长缸套的截面，两台相机置于两侧。速度测试分为三个步骤：获取相机测取参数；消除图像畸变；对CCD相机视场进行三维重构。本装置利用PIV仪系统测试可获得各个截面处的流场，同时可以测得全局速度与涡流强度。
低速冲程柴油机气缸稳态流动测试装置方法

[发明专利]对内燃机缸套处近壁流场及壁面温度同时测量的装置-CN201910583209.8有效
发明人：王天友;田福全;车志钊;鲁祯;高玉川 -专利权人：天津大学
申请日： 2019-07-01 - 公布日： 2020-12-01 - 主分类号： G01M15/05 文献下载
摘要：本发明公开了一种对内燃机缸套处近壁流场及壁面温度同时测量的装置，其结构是：由石英玻璃缸套和金属缸套组合成完整缸套装于升降缸套内，缸盖与加长机体固定，加长机体一侧的丝杠带动升降板，使升降缸套固定在完整缸套和缸盖之间。石英玻璃缸套视窗扇角为300度；金属缸套为60度。两种缸套的两端均留有10度扇角，玻璃缸套设有凸台；金属缸套设有凹槽，凸台与凹槽对接。激光器设在完整缸套对称中心延长线上，两台相机对称放置在激光器的两侧。热电偶穿过金属套内位于流场测量区域的中心。两台相机配合粒子图像测速仪可测取金属缸套近壁处的三维流场，热电偶可实时读取缸套温度，由此解决了对内燃机缸套处近壁流场及壁面温度的同时测量。
内燃机缸套处近壁流场温度同时测量装置

[发明专利]用于内燃机燃烧室顶部近壁流场光学测量标定的装置-CN201910583195.X有效
发明人：王天友;田福全;车志钊;鲁祯;高玉川 -专利权人：天津大学
申请日： 2019-07-01 - 公布日： 2020-09-01 - 主分类号： G01M9/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于内燃机燃烧室顶部近壁流场光学测量的标定装置，其结构是：石英玻璃缸套装于金属缸套内，缸盖与加长机体固定，通过加长机体一侧的丝杠带动升降板，使石英玻璃缸套固定在金属缸套和缸盖之间。石英玻璃置于加长活塞顶部的视窗孔，加长活塞与活塞顶盖板紧固。活塞顶盖板开有一个条形的凹槽以及通槽，反光镜通过通槽反射激光片光源。T形陶瓷标定板上端设有网格状标记，反光镜与水平面呈45度倾斜，反光镜位于加长活塞中心轴线。本发明可方便对与标定板位置相关联的激光片光源位置的调整和确定，实现对内燃机燃烧室顶部不同测量区域近壁流场的光学测量标定，无需对目前光学发动机结构进行改动即可完成测量标定。
用于内燃机燃烧室顶部近壁流场光学测量标定装置

[发明专利]优化内燃机油气混合过程的装置-CN202010263821.X在审
发明人：鲁祯;郝彩凤;王天友 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-04-07 - 公布日： 2020-08-18 - 主分类号： F02M29/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种优化内燃机油气混合过程的装置。在燃烧室缸盖的底面设有数个支架，圆环与支架固定，圆环可以是整个环体，也可以由数个小节段组成。圆环处于与喷油器相对的位置，位于燃油油束在燃烧室内所流过的区域，在燃油喷射过程中圆环持续对燃油油束进行引导，圆环可布置在液相区域、气液两相区域、或者是气相区域，当圆环所在位置与内燃机气门的运动发生干涉时，可去除与气门运动发生干涉部分的环体。改善了柴油机燃烧室挤流区空气利用率低、凹坑局部区域过浓、燃烧室壁面附着大量燃油的问题，缩短了燃烧持续期，同时在爆发压力变化不大的情况下，提高了功率，降低了未燃HC、SOOT的排放量。
优化内燃机油气混合过程装置

[发明专利]内燃机缸内气流喷雾扰流装置-CN202010276512.6在审
发明人：王天友;冯以卓;鲁祯 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-04-07 - 公布日： 2020-08-18 - 主分类号： F02M29/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种内燃机缸内气流喷雾扰流装置，该装置由固定在缸盖底面或是活塞凹坑顶面的多个扰流柱构成，扰流柱布置于燃烧室内部喷雾油束流经区域。扰流柱安装位置不受内燃机气门个数与位置的影响，与喷油油束一一对应，为增强扰流作用，扰流柱可布置为两层的复合扰流装置，其中第二层与第一层的夹角在30°～60°之间。扰流柱能有效破坏刚体涡流场，增加压缩末期缸内平均湍动能，促进油气混合及燃烧速率。喷射出的油束经扰流后，受几何结构引导燃油发生扩散，蒸汽面积扩大，局部当量比降低，可有效改善重型柴油机缸内湍动能强度低、空气利用率低、混合气局部当量比过浓等问题，动力性与排放性均得到大幅改善。
内燃机气流喷雾装置

[发明专利]低速二冲程船用柴油机瞬态扫气活塞位移控制及信号采集装置-CN201910583184.1在审
发明人：王天友;鲁祯;张备;孙凯;高玉川 -专利权人：天津大学
申请日： 2019-07-01 - 公布日： 2019-11-26 - 主分类号： G01M15/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种低速二冲程船用柴油机瞬态扫气活塞位移控制及信号采集装置，其结构是：加长活塞与拉杆合为一体，加长活塞一端贯穿于活塞支架通孔，另一端贯穿于加长缸套内。加长活塞拉杆的前端设有一块伸出板，板的另一端与位移传感器的可动探头接触。直线步进电机与加长活塞拉杆之间通过万向节联轴器进行连接，直线步进电机伸缩轴与活塞支架通孔、以及加长缸套位于同一条轴线上。通过对直线步进电机进行编程，可使活塞按照升程曲线轨迹进行运动，位移传感器可以在活塞相应位移处实现信号采集。调整直线步进电机步长，行程可覆盖整段扫气口，通过控制系统进行精确的信号传递，可以最大程度降低人为因素的干扰，提高数据的准确性。
直线步进电机加长活塞拉杆位移传感器活塞活塞支架加长缸套通孔万向节联轴器信号采集装置船用柴油机合为一体活塞位移控制系统人为因素升程曲线信号采集信号传递二冲程扫气口伸出板伸缩轴贯穿可动扫气瞬态探头编程覆盖

[发明专利]低速二冲程船用柴油机稳流扫气排气门自转装置-CN201910583177.1在审
发明人：鲁祯;高玉川;王天友;孙凯;张备;田福全 -专利权人：天津大学
申请日： 2019-07-01 - 公布日： 2019-11-22 - 主分类号： G01M15/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种低速二冲程船用柴油机稳流扫气排气门自转装置，其结构是：加长缸套的前端插入气门阀座内腔，气门阀座内设有气门杆固定架，固定架中心设有套筒，排气管插入气门阀座内与气门杆固定架接触，气门阀座与排气管通过螺栓固定。排气管内设有电机支架，支架设有轴套，气门杆固定架和电机支架前端面分别设有滚珠轴承，气门杆插入气门杆固定架的套筒以及电机支架的轴套内。销钉螺栓穿过轴套进入排气门杆部侧面槽孔将排气门与电机固定为一体。本装置能够实现与实际相符不同转速的排气门自转，可得到气门旋转对流场的扰动作用；气门阀座和排气管两部分，可方便内部零件的安装与调整，尤其是方便更换电机，实现不同的气门转速。
气门阀座固定架气门杆排气管电机支架排气门轴套气门套筒船用柴油机排气门杆部电机固定方便更换滚珠轴承加长缸套螺栓固定内部零件扰动作用销钉螺栓自转装置侧面槽对流场二冲程前端面内腔扫气稳流支架自转电机相符穿过

[实用新型]一种光学可视化发动机-CN201821221529.6有效
发明人：李伟轩;贾毓鼎;鲁祯;肖广飞;杨沛文 -专利权人：宁波市鄞州德来特技术有限公司
申请日： 2018-07-31 - 公布日： 2019-03-22 - 主分类号： F02F1/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及发动机技术领域，具体讲的是一种光学可视化发动机，包括缸体(1)，第一支撑板(2)；缸盖支柱(3)；缸盖组件(4)；透明缸套(5)；用于支撑透明缸套(5)的支撑组件；加长活塞(6)；支撑组件包括第一支撑块(10)和第二支撑块(11)，第一支撑块(10)具有第一内圆弧面(12)，第二支撑块(11)具有第二内圆弧面(13)，第一支撑段(8)具有第一外圆弧面(15)，第二支撑段(9)具有第二外圆弧面(16)，第一外圆弧面(15)与第一内圆弧面(12)之间、第二外圆弧面(16)与第二内圆弧面(13)之间均设有支撑结构。提供一种可以对加长活塞进行有效支撑从而保证加长活塞运动稳定的光学可视化发动机。
内圆弧面外圆弧面支撑加长活塞可视化透明缸套支撑组件发动机支撑段发动机技术领域缸盖本实用新型缸盖组件运动稳定支撑结构支撑板缸体保证

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