[发明专利]一种缸套变形量测量方法及装置

说明书

本发明涉及缸套变形量测量技术领域，公开了一种缸套变形量测量方法及装置。该方法应用于在发动机运行过程中检测缸套的变形，包括：以设定工况运行状态下，向每条第一光纤发射光波，并接收每个第一光纤光栅传感器反射回的光波；解调出反射回的光波的中心波长；根据反射回的光波的第一中心波长与初始中心波长的差值确定第一偏移量；根据第一偏移量与应变的对应关系确定第一光纤光栅传感器的长度变化量；根据第一光纤光栅传感器的长度变化量与曲率的对应关系确定第一光纤光栅传感器的曲率；根据第一光纤上第一光纤光栅传感器的设置位置以及曲率拟合缸套在对应的设定位置的轮廓曲线。上述实施例实现了在发动机运行过程中对缸套的热变形进行检测。

技术领域

本发明涉及缸套变形量测量技术领域，尤其涉及一种缸套变形量测量方法及装置。

背景技术

活塞-活塞环-缸套系统是发动机最为核心的配副之一，其配副优良表现直接决定着发动机的性能表现，缸套变形量是四配套配副表现中至关重要的边界，缸套变形量过大，发动机的活塞漏气量、机油耗性能都会急剧恶化，而且是通过调整活塞-活塞环参数仍然无法解决的问题，因此，准确有效的掌握缸套变形量对实现发动机设计工作有着重要意义。

发动机在实际运行中，由于不同工况、不同冲程内的缸内燃烧，缸套处于不断变化的机械负荷、热负荷的耦合作用下，缸套变形量也是实时变化的，有效的测量缸套实时变化的热态变形才能真实反馈不同工况下的缸套边界，为四配套设计提供可靠的依据。

而传统的缸套变形量测量通常是在装机前、拆检后对缸套进行测量评价，为缸套冷态变形量，反映的仅仅是发动机装配变形、试验后缸孔及缸套的塑性变形，无法反映发动机实际运行中的缸套变形。

发明内容

本发明提供一种缸套变形量测量方法及装置，用以解决现有技术中存在的无法测量缸套的热态变形量的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种缸套变形量测量方法，应用于在发动机运行过程中检测缸套的变形，其中，所述缸套表面设置有多条第一光纤，每条第一光纤沿周向缠绕并固定于所述缸套表面的设定位置，其中，每条光纤上间隔设置有多个第一光纤光栅传感器，且每个第一光纤光栅传感器相对所述缸套固定；

所述测量方法包括：发动机以设定工况运行状态下，向所述每条第一光纤发射光波，并接收每个第一光纤光栅传感器反射回的光波；解调出所述反射回的光波的中心波长，并作为第一中心波长；

针对每一个第一光纤光栅传感器，根据所述反射回的光波的第一中心波长与初始中心波长的差值确定第一偏移量；根据所述第一偏移量与应变的对应关系确定所述第一光纤光栅传感器的长度变化量；根据所述第一光纤光栅传感器的长度变化量与曲率的对应关系确定所述第一光纤光栅传感器的曲率；

针对每一条第一光纤，根据多个所述第一光纤光栅传感器的设置位置以及曲率拟合所述缸套在与所述第一光纤对应的设定位置的轮廓曲线。

上述实施例中，基于光纤光栅传感器的测量原理及优势，实现了缸套热态变形量的在线实时测量，从而能够反映出缸套在发动机实际运行中的热态变形，为机油耗、活塞漏气量等技术研究提供了真实的边界，填补了冷态变形量无法反映缸套实际变形的空白。

可选的，所述第一偏移量与应变的对应关系具体为：

式中：λ_B为初始中心波长；Δλ_B1为第一偏移量；Δλ_B2为已标定的第二偏移量；

Δε为光栅长度变化量；P_e为光纤光栅弹光系数；

所述第二偏移量通过以下方式获得：