[实用新型]一种通用型活塞温度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及到内燃机测试技术领域，具体是指内燃机通用型活塞温度测量装置。

背景技术

活塞是内燃机的关键部件，承受机械负荷和热负荷，活塞顶面烧蚀现象时有发生，测量活塞温度是长久以来的热点之一。目前活塞温度测量手段有2大类：电量测量和热塞间接测量。

一、电量测量

电量测量其传感器均为热电偶，所不同的是测量附属机构，其发展历程：副连杆机构→触点式测量装置→红外遥测→电磁感应→芯片储存式。其中触点式、红外遥测和电磁感应本质上是触点式，只不过触点的形式不一样。芯片存储式主要是见诸于国内。

副连杆机构设计思想直接将一般的测温手段运用于活塞温度测量上，存在的最大不足是各连杆在内燃机运行时，铰链处的热电偶丝疲劳折断；另外附属机构对内燃机的改动大；触点式就是为解决在副连杆铰链处热电偶丝疲劳折断这个局限，带来了结构进一步冗赘，随着内燃机越来越紧凑，通用性差，而且也带来新的标定问题，可靠性不足。例如红外遥测技术，不能保证红外波长信号不丢失；电磁感应方法信号微弱，不能排除内燃机震动对感应信号的干扰，可靠性差；但由于采用了热电偶作为测量传感器，测量精度高，可以连续测量多个工况。芯片存储式测量方法，只有在国内有所尝试，这是新思路，但过于激进，直接测量内燃机瞬态温度，数据的存储量太大，目前的存储芯片存储能力不能胜任，有效工作时间太短；更为关键的是不能将曲轴的转速信号实时记录，活塞温度的瞬态测量丢失曲轴转角信号，由于数据的存储与热电偶传感器在内燃机运转时没有相对位移，可靠性则大为提高。

二、热塞间接测量

热塞测量是以硬度塞和低熔点合金为传感器，主要见诸于国内文章。热塞测量没有附属机构，工作可靠，安装方便，被国内外在活塞温度测量时实际采用。使用思想是先将它们的物理特性测试出来，然后用同一批的其它热塞完成内燃机活塞温度测量，根据试验后测点热塞的物理性能的变化值反求出测点的温度；它们主要缺点是测量精度低，国外叫作热评估，实际上也是间接估算出活塞稳态工况下的温度，并非严格意义上的测量，所以在国外公开发表的文章中鲜有所闻。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种结构简单，工作可靠、高精度、高效的内燃机通用型活塞温度测量装置。

为了实现上述目的，一种内燃机通用型活塞温度测量装置，其特征在于，该装置包括第一、第二隔温盒，第一、第二固定座，模拟开关电路模块，存储器模块和热电偶；

第一、第二隔温盒均为长方体，分别通过固定座固定在活塞的二个销座上，其靠近活塞外表面的侧棱a距离活塞外表面的距离大于等于0.8mm，第一、第二隔温盒之间的距离大于等于内燃机连杆小头的厚度；

热电偶测温触点采用闷头，测温触点与闷头采用高温导热绝缘胶封装，封装导线采用两层结构封装，内层采用绝缘层，外层采用高温耐油套管；

模拟开关电路模块被封装在第一隔温盒内，它包括CPU、传感器接口、热电偶冷端补偿电路和启动触发开关，传感器接口的一端分别与热电偶及热电偶冷端补偿电路相连；传感器接口的另一端与CPU相连，启动触发开关也连接在CPU上；

储存器模块被封装在第二隔温盒内，它通过导线与模拟开关电路模块相连，储存器模块带有电子时钟，定期采集并存储热电偶的数据。

本实用新型的优点在于：同一内燃机，一次试验可以测量出一系列稳定工况下的活塞温度，提高了活塞温度测量的效率，缩短了稳态温度测量的测试时间，使不同工况下的稳态活塞温度测量过程大大简化；对使用相同活塞的系列机型，本装置可以原样不动的使用；不同类型活塞，只需改动固定座与模块的尺寸，即可进行活塞温度的测量。

附图说明

图1是本实用新型装置的结构示意图；

图2是固定座示意图，其中，2.1是主视图，2.2是俯视图；

图3是模拟开关电路模块示意图；

图4是热电偶补偿电路示意图；

图5是测量装置系统误差；

图6是存储器模块中一个周期内的测量数据截屏；

图7是发动机试验过程中，隔温盒内实测的温度值；

图8是外特性上1000r/min时，测点的实测温度值；

图9是发动机外特性上不同转速下的温度值。

具体实施方式

如图1所示，内燃机通用型活塞温度测量装置包括第一、第二隔温盒1和2，第一、第二固定座3和4，模拟开关电路模块5，存储器模块6和热电偶7。