内燃机活塞温度无线测量装置制造方法及图纸

一种属于内燃机技术领域的内燃机活塞温度无线测量装置，包括电阻温度探测器、特氟龙导线、无线发送模块、接收天线、数据接收模块、计算机，无线发送模块采用高温环氧树脂胶粘接在连杆杆身上，开关与无线发送模块相连接，接收天线通过机油底壳加工的信号孔伸入发动机缸内，接收天线与数据接收模块相连接，数据接收模块与计算机相连接。本发明专利技术基于蓝牙传输提出了测量内燃机活塞的无线测量方法和装置，增加了测量的可靠性，降低了测量难度。本发明专利技术设计合理，实用性强，具有较高的工程应用价值，适用于活塞表面温度的实时测量，便于活塞不同工况下的性能评估及优化改进。

Wireless measuring device for piston temperature of internal combustion engine

The piston temperature wireless measurement device belongs to the technical field of internal combustion engine, including a resistance temperature detector, Teflon wire, wireless transmitting module, a receiving antenna, a data receiving module, computer, wireless transmission module using high temperature epoxy resin adhesive in the body of the connecting rod, the switch and the wireless transmission module is connected through the oil bottom signal receiving antenna shell processing into the engine cylinder, the receiving antenna and the data receiving module is connected, connected to the data receiving module and computer. The invention provides a wireless measuring method and device for measuring the piston of an internal combustion engine based on Bluetooth transmission, which increases the reliability of measurement and reduces the difficulty of measurement. The invention has the advantages of reasonable design, strong practicability and high engineering application value, and is suitable for real-time measurement of piston surface temperature, so as to facilitate the performance evaluation and optimization improvement of the piston under different working conditions.

【技术实现步骤摘要】
内燃机活塞温度无线测量装置
本专利技术涉及发动机测试
，特别是一种基于蓝牙无线传输的内燃机活塞温度测量装置。
技术介绍
随着人们环保意识的增强以及更严格排放法规的实施，发动机制造商对发动机热效率的要求越来越高。虽然工程师们通过减小活塞厚度来达到减小活塞质量和摩擦的目的，但这样对活塞的强度和耐用性提出了更高的要求。同时，目前采用的直喷方式需要与压缩比进行配置以在最大程度上满足发动机的燃油经济性及低排放。作为活塞工作中的一个重要因素，温度能非常直观的表现出活塞在不同工况下的性能。通过活塞的温度场确定活塞的温度边界条件，输入到必要的仿真模型中，可以综合评估出活塞优化对发动机性能的影响。目前发动机活塞温度测量除了传统的硬度法和易熔合金法以外，主要采用热电偶或热敏电阻及相关的电子电路组成的测量系统进行实时测量，现在主要有以下几种方法：一、有线测量法有线测量法是比较传统的测量方式，在活塞上安装热电偶后，直接通过连杆及旋臂机构将温度信号引出。但采用有线方式需要对发动机进行较大的改造，另外，高转速下，导线很容易磨损导致系统失效。二、无线测量法对于无线测量法，目前主要存在下列几种形式：基于模拟电路的励磁式无线测量系统。采用该方法的精度非常低，这种方法需要在活塞上安装励磁线圈。线圈的体积较大使得测点的数量非常受限。同时，由于采用的磁感应传输信号，抗干扰能力弱。另外，一种方式是如专利CN202329851U所描述的采用黑匣子的工作模式，试验前将温度采集系统封装在活塞上，试验时的数据存储在装置内，结束后取出存储器读出试验数据。这种方法的主要缺点是无法实时获得温度数据，万一运行过程中出现异常，无法及时做出反应。最后一种方式是如专利CN20253105U及CN104949768A所描述的一种数字式无线测量系统，但专利CN20253105U并没有描述测量系统的安装方法。由于发动机在工作时内部高温度，强冲击力的复杂环境，模块的安装和布置方法对其可靠性至关重要。CN104949768A提供了一种自供电无线遥测装置，能够解决供电电池在活塞高速运动中的一些不可靠问题及达到持久工作的目的。但其PCB板安装于活塞上对系统的工作具有一定的挑战性，首先，活塞内腔的温度较高(200℃)，可能会使电路板上电子元器件失效；然后，在活塞连杆及曲轴机构运行过程中，活塞所受的惯性力最大，在200℃摄氏度的高温下，粘接胶的强度会大幅度下降，PCB板的固定存在脱落的风险；最后，将模块置于活塞内腔会影响冷却喷油嘴对活塞进行喷油冷却和对小头轴承及活塞的润滑，影响活塞的正常工作。
技术实现思路
本专利技术针对上述装置的不足，提供了一种内燃机活塞温度无线测量装置，解决了采用有线测量过程中，内燃机工作状态下活塞一直处于高速运动中，必须设计特殊的引线装置将信号线导出，导线容易折损，进而使得测量失效的问题，增加了测量的可靠性，降低了测量难度。本专利技术是通过以下技术方案来实现的，本专利技术缸盖、缸体、油底壳、活塞、电阻温度探测器、特氟龙导线、无线发送模块、开关、接收天线、数据接收模块、计算机、信号导管、线束，缸盖、缸体、油底壳一起组成发动机本体，活塞布置在缸体内，多块电阻温度探测器分别布置在活塞的内腔上，无线发送模块及电池通过高温环氧树脂胶固定在连杆中间部位，开关通过高温环氧树脂胶固定在连杆大头部位，无线发送模块通过特氟龙导线分别与电阻温度探测器、开关相连接，信号导管布置在油底壳上，接收天线的一端通过信号导管伸入发动机内，接收天线的另一端与数据接收模块相连接，数据接收模块、计算机之间通过线束相连接。进一步地，在本专利技术中，电阻温度探测器的布置方法为：根据三维模型从活塞的内腔向待测点位置打盲孔，把电阻温度探测器嵌入其中，间隙用导热硅脂填充，采用螺钉将其固定在活塞上。更进一步地，在本专利技术中，电阻温度探测器采用四线制与无线发送模块连接，无线通讯方式采用蓝牙4.0BLE模式；无线发送模块的电路板采用热套管包裹，电池采用耐高温电池，内部采用高强度耐高温的环氧树脂胶固定，外壳采用柔性铜皮封装；无线发送模块具有待机功能，在中断使用时，可以在不拆卸的情况下使发送模块处于休眠状态，最大限量的节省电量。本专利技术的有益效果：本测量装置通过无线方式测量内燃机活塞温度，与有线方式相比，不需要针对高速运动副专门设计引线装置，也不存在导线的折损问题，并且安装相对更方便；与现有的安装方法相比，本专利技术较现有的安装方法更稳定更可靠，完全可以保证发送模块在中高转速下(3000-4000rpm)仍可以正常工作；无线发送模块采用低功耗的芯片以及高精度的电阻温度探测器与高分辨率的ADC芯片，并具有待机能力，精度高且续航时间长；采用多通道方式，数据实时传输，实时显示，实时存储，测量点数多且实时性强。附图说明图1为本专利技术的测量系统示意图；图2为本专利技术的工作原理示意图；其中：1、缸盖，2、缸体3、油底壳，4、活塞，5、电阻温度探测器，6、特氟龙导线，7、无线发送模块，8、开关，9、接收天线，10、数据接收模块，11、计算机，12、信号导管，13、线束。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例作详细说明，本实施例以本专利技术技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例本专利技术的实施例如图所示，本专利技术包括缸盖1、缸体2、油底壳3、活塞4、电阻温度探测器5、特氟龙导线6、无线发送模块7、开关8、接收天线9、数据接收模块10、计算机11、信号导管12、线束13，缸盖1、缸体2、油底壳3一起组成发动机本体，活塞4布置在缸体2内，多块电阻温度探测器5分别布置在活塞4的内腔上，无线发送模块7及电池通过高温环氧树脂胶固定在连杆中间部位，开关8通过高温环氧树脂胶固定在连杆大头部位，无线发送模块7通过特氟龙导线6分别与电阻温度探测器5、开关8相连接，信号导管12布置在油底壳3上，接收天线9的一端通过信号导管12伸入发动机内，接收天线9的另一端与数据接收模块10相连接，数据接收模块10、计算机11之间通过线束13相连接。本专利技术的工作原理图如图2所示，：首先，卸下油底壳3后，打开无线发送模块7，让其处于待机状态，准备工作完毕后，装上机油底壳3，加入润滑油，在计算机11通过上位机软件发送命令给数据接收模块10，数据接收模块10通过向连杆上的无线发送模块7发送唤醒命令，无线发送模块7开始正常工作后，启动实验发动机，数据接收模块10将所有的信号数据通过USB接线传给计算机11，计算机11通过上位机软件实时显示活塞上的温度，并进行存储。测量完毕后，可以使用计算机11的上位机软件通过数据接收模块10给无线发送模块发送休眠指令，使无线发送模块转入休眠状态，节省电量。本专利技术提供了一种活塞温度的无线测量装置，解决了采用有线测量过程中，发动机工作状态下连杆随曲轴一直处于高速运动中，必须设计特殊的引线装置将信号线导出，导线容易折损，进而使得测量失效的问题；以及采用间接法实时性不强，拆卸极为麻烦，且精度低的问题；增加了测量的可靠性，降低了测量难度；并且提出了硬件开关与待机方式结合的省电方式，极大的提高了测试系统的续航时间。本专利技术通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本专利技术范围的情况下，还可以对本专利技术专利进行各种变换及等同代替，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机活塞温度无线测量装置，包括缸盖(1)、缸体(2)、油底壳(3)、活塞(4)，缸盖(1)、缸体(2)、油底壳(3)一起组成发动机本体，活塞(4)布置在缸体(2)内，其特征在于，还包括电阻温度探测器(5)、特氟龙导线(6)、无线发送模块(7)、开关(8)、接收天线(9)、数据接收模块(10)、计算机(11)、信号导管(12)、线束(13)，多块电阻温度探测器(5)分别布置在活塞(4)的内腔上，无线发送模块(7)及电池通过高温环氧树脂胶固定在连杆中间部位，开关(8)通过高温环氧树脂胶固定在连杆大头部位，无线发送模块(7)通过特氟龙导线(6)分别与电阻温度探测器(5)、开关(8)相连接，信号导管(12)布置在油底壳(3)上，接收天线(9)的一端通过信号导管(12)伸入发动机内，接收天线(9)的另一端与数据接收模块(10)相连接，数据接收模块(10)、计算机(11)之间通过线束(13)相连接。

【技术特征摘要】
1.一种内燃机活塞温度无线测量装置，包括缸盖(1)、缸体(2)、油底壳(3)、活塞(4)，缸盖(1)、缸体(2)、油底壳(3)一起组成发动机本体，活塞(4)布置在缸体(2)内，其特征在于，还包括电阻温度探测器(5)、特氟龙导线(6)、无线发送模块(7)、开关(8)、接收天线(9)、数据接收模块(10)、计算机(11)、信号导管(12)、线束(13)，多块电阻温度探测器(5)分别布置在活塞(4)的内腔上，无线发送模块(7)及电池通过高温环氧树脂胶固定在连杆中间部位，开关(8)通过高温环氧树脂胶固定在连杆大头部位，无线发送模块(7)通过特氟龙导线(6)分别与电阻温度探测器(5)、开关(8)相连接，信号导管(12)布置在油底壳(3)上，接收天线(9)的一端通过信号导管(12)伸入发动机内，接收天线(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥慧，方聪聪，孔晓丽，李鹏，
申请(专利权)人：上海交通大学，中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31