活塞瞬态温度检测系统及发动机技术方案

本发明专利技术公开了一种活塞瞬态温度检测系统，其包括永久磁铁、活塞瞬态温度检测组件及霍尔传感器。所述永久磁铁设置在连杆朝向所述活塞温度瞬态检测组件的一侧上，其用于为所述霍尔传感器提供磁场。所述活塞温度瞬态检测组件与所述连杆相对设置，且其与所述霍尔传感器电性连接；所述活塞温度瞬态检测组件包括存储芯片，所述存储芯片为NAND Flash，其用于采集信号的同时并将采集到的所述信号存储进所述存储芯片的内部存储空间。所述霍尔传感器设置在所述活塞温度瞬态检测组件上，其用于提供电平信号。本发明专利技术还涉及一种具有所述活塞瞬态温度检测系统的发动机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于内燃机相关领域，更具体地，涉及一种活塞瞬态温度检测系统及发动机。
技术介绍
活塞瞬态温度主要是指一个发动机工作循环内活塞表面的瞬时温度。通过活塞顶部瞬态温度的测量，可以得到活塞表面的温度变化，为发动机内传热研究提供数据支持，并可以依据测量数据判断是否发生燃油喷到活塞表面或者活塞表面积碳的现象。活塞瞬态温度反映活塞温度的波动，是活塞可靠性评价的重要参数。发动机内的传热影响发动机动力、经济、排放等一系列性能。因此，测量活塞瞬态温度对发动机性能的分析和评价意义非凡。目前主要的活塞瞬态温度测量方法有可视化磷法和电测法，可视化磷法对活塞温度场的影响较小，但只能实现固定区域温度的测量，缺乏灵活性，受到燃烧时的大量可见光的影响，测量精度低，由于受激光线的衰减周期长，导致采样速度低。电测法以热电偶为测温传感器，测量精度高，主要有引线法、无线遥测法和存储法三种信号传输形式。但是现有电测法中的引线法安装麻烦，信号线容易疲劳损坏，可靠性低，测量准确性较差；无线遥控测法信号容易受干扰，限制了测量精度，并且经常出现断信号现象，由于需要进行信号转换与发送，导致采样速度较低，且对应地信号接收装置的安装比较麻烦；存储法存储器容量小，存储速度慢，且需供电保持数据，采样速度低且调整范围小，唤醒装置安装麻烦，且与采集系统配合难度大，存储数据缺少有效的曲轴相位信号，这些导致采样速度慢，电量消耗大，有效工作时间短，测量工况数量少，数据循环起始与终止划分困难，系统故障率大幅增加。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种活塞瞬态温度检测系统及具有所述活塞瞬态温度检测系统的发动机，基于活塞的工作特点，针对活塞瞬态温度检测系统的特定部件及各个部件之间的连接关系进行了设计。所述存储芯片为NAND Flash，其能够提高活塞瞬态温度的采集速度，得到的测量结果能够很好的反映活塞的瞬态温度变化情况；且所述存储芯片内的数据能够在断电情况下永久保持，节省了电量，确保了数据的安全。根据所述霍尔传感器的感应距离即可容易地确定循环的起始位置及终止位置，进而根据信号的采集存储时间，可以进一步确定每个瞬态温度值与所述发动机的曲轴位置的对应关系；且所述活塞瞬态温度检测系统依据所述霍尔传感器采集的信号的数量能够控制系统采样速度，采样速度调整灵活、范围更广。所述活塞瞬态温度检测系统能够为发动机可靠性、传热、燃油壁和活塞顶部积碳现象的研究提供数据支持。此外，所述霍尔传感器固定在所述活塞瞬态温度检测组件上，所述永久磁铁固定在所述连杆上且与所述霍尔传感器相对设置，确保了所述霍尔传感器的工作磁场的稳定，并可使得系统安装简单且工作可靠。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种活塞瞬态温度检测系统，其包括永久磁铁、活塞瞬态温度检测组件及霍尔传感器，其特征在于：所述永久磁铁设置在连杆朝向所述活塞瞬态温度检测组件的一侧上，其用于为所述霍尔传感器提供磁场；所述活塞瞬态温度检测组件与所述连杆相对设置，且其与所述霍尔传感器电性连接；所述活塞瞬态温度检测组件包括存储芯片，所述存储芯片为NAND Flash，其用于采集信号的同时并将采集到的所述信号存储进所述存储芯片的寄存器内，待所述寄存器存满后再将所述寄存器内的信号数据统一存入所述存储芯片的内部存储空间；所述霍尔传感器设置在所述活塞瞬态温度检测组件上，其用于提供电平信号。进一步的，所述活塞瞬态温度检测系统根据所述霍尔传感器在每个工作循环中发送的所述电平信号的数量来控制采样速度。进一步的，所述存储芯片存储的每个所述信号为16位封存数据，所述16位封存数据中的低15位为温度信号，最高1位为电平信号。按照本专利技术的另一方面，提供了一种发动机，其包括活塞、连杆、磁铁垫板及安装盒，其特征在于：所述发动机还包括如上所述的活塞瞬态温度检测系统，所述活塞开设有容纳槽，所述安装盒及所述连杆的一端收容在所述容纳槽内；所述活塞瞬态温度感测组件固定在所述安装盒上，且其与所述连杆相对设置；所述磁铁垫板固定在所述连杆朝向所述活塞瞬态温度检测组件的一侧上，所述磁铁固定在所述磁铁垫板上。进一步的，所述活塞的中心轴与所述连杆的中心轴平行时，所述永久磁铁与所述霍尔传感器之间的距离最小，此时两者之间的距离小于所述霍尔传感器的作用距离。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，采用本专利技术的活塞瞬态温度检测系统及发动机，所述存储芯片为NAND Flash，其能够提高活塞瞬态温度的采集速度，得到的测量结果能够很好的反映活塞的瞬态温度变化情况；且所述存储芯片内的数据能够在断电情况下永久保持，节省了电量，确保了数据的安全。根据所述霍尔传感器的感应距离即可容易地确定循环的起始位置及终止位置，进而根据信号的采集存储时间，可以进一步确定每个瞬态温度值与所述发动机的曲轴位置的对应关系；且所述活塞瞬态温度检测系统依据所述霍尔传感器的信号的数量能够用于控制系统采样速度，采样速度调整灵活、范围更广。所述活塞瞬态温度检测系统能够为发动机可靠性、传热、燃油碰壁和活塞顶部积碳现象的研究提供数据支持。此外，所述霍尔传感器固定在所述活塞瞬态温度检测组件上，所述永久磁铁固定在所述连杆上且与所述霍尔传感器相对设置，确保了所述霍尔传感器的工作磁场的稳定，并可使得系统安装简单且工作可靠。附图说明图1是本专利技术较佳实施方式提供的发动机的局部结构的立体示意图。图2是图1中的发动机的局部结构的分解示意图。图3是图1中的发动机的局部结构的活塞瞬态温度检测系统的框图。图4是3中的活塞瞬态温度检测系统的工作流程图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-热电偶，2-冷端温度测量模块，3-信号处理模块，4-A/D转换器，5-单片机，6-电源模块，7-存储芯片，8-时钟芯片，9-磁铁垫板，10-永久磁铁，11-霍尔传感器，12-活塞瞬态温度检测组件，13-安装盒，14-活塞，15-连杆。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。请参阅图1至图4，本专利技术较佳实施方式提供的发动机，其包括磁铁垫板9、永久磁铁10、霍尔传感器11、活塞瞬态温度检测组件12、安装盒13、活塞14及连杆15，所述活塞14开设有容纳槽，所述容纳槽用于收容所述安装盒13及所述连杆15的一端。所述活塞瞬态温度检测组件12固定在所述安装盒13上。本实施方式中，所述永久磁铁10、所述霍尔传感器11及所述活塞瞬态温度检测组件12组成所述发动机的活塞瞬态温度检测系统；所述活塞瞬态温度检测组件12是被封装后才固定在所述安装盒13上的。所述连杆15的一端设置在所述活塞14的容纳槽内，其与所述安装盒13相对设置。所述磁铁垫板9固定在所述连杆15朝向所述活塞瞬态温度检测组件12的一侧，其用于支撑所述永久磁铁10。所述霍尔传感器11设置在所述活塞瞬态温度检测组件12上，且其与所述永久磁铁10相对设置。所述永久磁铁1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活塞瞬态温度检测系统，其包括永久磁铁、活塞瞬态温度检测组件及霍尔传感器，其特征在于：所述永久磁铁设置在连杆朝向所述活塞瞬态温度检测组件的一侧上，其用于为所述霍尔传感器提供磁场；所述活塞瞬态温度检测组件与所述连杆相对设置，且其与所述霍尔传感器电性连接；所述活塞温度瞬态检测组件包括存储芯片，所述存储芯片为NAND Flash，其用于采集信号的同时并将采集到的所述信号存储进所述存储芯片的寄存器内，待所述寄存器存满后再将所述寄存器内的信号数据统一存入所述存储芯片的内部存储空间；所述霍尔传感器设置在所述活塞温度瞬态检测组件上，其用于提供电平信号。

【技术特征摘要】
1.一种活塞瞬态温度检测系统，其包括永久磁铁、活塞瞬态温度检测组件及霍尔传感器，其特征在于：所述永久磁铁设置在连杆朝向所述活塞瞬态温度检测组件的一侧上，其用于为所述霍尔传感器提供磁场；所述活塞瞬态温度检测组件与所述连杆相对设置，且其与所述霍尔传感器电性连接；所述活塞温度瞬态检测组件包括存储芯片，所述存储芯片为NAND Flash，其用于采集信号的同时并将采集到的所述信号存储进所述存储芯片的寄存器内，待所述寄存器存满后再将所述寄存器内的信号数据统一存入所述存储芯片的内部存储空间；所述霍尔传感器设置在所述活塞温度瞬态检测组件上，其用于提供电平信号。2.根据权利要求1所述的活塞瞬态温度检测系统，其特征在于：所述活塞瞬态温度检测系统根据所述霍尔传感器在每个工作循环中发送的所述电平信号的数量来控制采样速度。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄荣华，代辉，汤杰，黄润伍，黄胜，张郁，陈琳，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42