[发明专利]一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统

说明书

本发明提供了一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，包括柴油机缸盖，柴油机缸盖通过转接结构连接至光学探头，光学探头以非接触方式实时对柴油机缸内温度信息进行捕捉，光学探头通过光纤将采集信息传递给信号调理模块，信号调理模块连接至计算机，所述转接结构包括外转接头、内转接头和圆柱体人工蓝宝石，外转接头与内转接头通过螺纹连接，圆柱体人工蓝宝石置于内转接头腔内，且上下两端置有密封垫圈。本发明所述的非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，以非接触方式实现了柴油机缸内瞬态温度的实时测量，测温范围宽泛，响应速度较快，测量精度与重复精度较高，能够解决柴油机缸内工质高温、高压以致特征信息难以获取的问题。

技术领域

本发明属于发动机测试技术领域，尤其是涉及一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统。

背景技术

柴油机缸内状态特征测试是柴油机燃烧组织和性能改善提升的重要技术手段，柴油机气缸内燃烧温度是衡量其性能的重要参数，缸内温度的测量，对于深入了解燃烧放热规律，以及热负荷、起动性能、排放问题的研究都具有重要意义。同时，活塞作为柴油机核心部件之一，通常承受着较大的热负荷，其工作时温度场分布也一直是研究者关注的焦点。然而，由缸盖、缸套、活塞等组成的近密闭空间，其内部工质处在高温、高压、高速的工作状态，以致缸内状态特征参数的测量变得非常困难。此外，由于缸内工质温度高约2000K，工作压力高约20MPa，这就对缸内温度测试的材料提出了很高要求，相关材料需要兼顾耐温、耐压，且不易被氧化等特性。纵观柴油机测试技术领域，满足以上要求的感温材料，存在的可能性很小。基于此，提出了基于光学通路方法的柴油机缸内温度测试系统。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，以解决柴油机缸内工质高温高压特征信息难于测试获取的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，包括柴油机缸盖、转接结构、光学探头、信号调理模块和计算机，柴油机缸盖通过转接结构连接至光学探头，光学探头以非接触方式实时对柴油机缸内温度信息进行捕捉，光学探头通过光纤将采集信息传递给信号调理模块，信号调理模块连接至计算机，所述转接结构包括外转接头、内转接头和圆柱体人工蓝宝石，外转接头与内转接头通过螺纹连接，圆柱体人工蓝宝石置于内转接头腔内，且上下两端置有密封垫圈。

进一步的，在柴油机缸盖的鼻梁区垂直向内加工螺纹孔，其尺寸与装配在其中的衬套相配合，利用衬套工装将衬套装配于柴油机缸盖内；在柴油机缸盖的火力面垂直向内加工螺纹孔，其尺寸与装配在其中的钢丝螺套相配合；衬套与钢丝螺套之间置有密封垫圈；将转接结构贯穿衬套，利用底部的外螺纹与钢丝螺套连接固定；将光学探头连接固定在外转接头顶部的内螺纹孔内，实现与整个转接结构的轴向对称。

进一步的，外转接头与内转接头内部通孔的最小尺寸为光学探头形成完整有效光路所需的最小尺寸。

进一步的，人工蓝宝石介于柴油机缸内工质与光学探头之间。

进一步的，密封垫圈为耐高温垫圈。

进一步的，光学探头为封装在带螺纹金属壳体内具有特定焦距的光学镜头。

进一步的，信号调理模块为M3系列光电信号转换与放大装置。

相对于现有技术，本发明所述的非接触式柴油机缸内温度实时测量系统具有以下优势：

(1)本发明所述的非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，利用先进的光学测温技术，以非接触方式实现了柴油机缸内瞬态温度的实时测量，测温范围宽泛，响应速度较快，测量精度与重复精度较高，能够解决柴油机缸内工质高温、高压以致特征信息难以获取的问题。