关于内燃机活塞测温方法的综述.pdf

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1、第2期内燃机N。．22015年4月InternalCombustionEnginesADr．2015关于内燃机活塞测温方法的综述曹斯琦1，苏铁熊1，王孝2(1．中北大学机械与动力工程学院，山西太原030051；2．中国北方发动机研究所，天津300400)摘要：活塞是发动机中工作条件最严酷的零件，同时也是发动机的关键部件之一。活塞顶与高温燃气直接接触，使活塞顶的温度很高，活塞各部的温差很大。因此，活塞的可靠性很大程度上影响着整机可靠性水平。目前，活塞温度测试在内燃机的设计、研究方面仍是一个重要的技术领域。我们阐

2、述了多种活塞温度场测试的方法和原理，并介绍了今后的发展趋势。关键词：活塞；温度场；测试中图分类号：TK401文献标识码：A文章编号：1000—6494(2015)02—0001—04AReviewontheTemperatureMeasurementofCombustionEnginePistonsCAOSiqi1，SUTiexion91，WANGXia02(1．SchoolofMechanicalandPowerEngineering，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051

3、，China；2．ChinaNorthEngineResearchInstitute，Tianjin300400，China)Abstract：Amongallcomponentsofacombustionen舀ne，pistonisthecomponentoperatingunderthetoughestsituationandalsooneofcriticalparts．Thedirectcontactbetweenpistoncrownandhigh-temperaturefuelgasincrease

4、sthetemperatureofpistoncrownandleadstodistincttemperaturedifferentialsindifferentpartsofthepiston．Therefore，thereliabilityofapistonhasahugeimpactontheoverallreliabilityoftheentiremachine．Themeasurementofpistontemperaturestillremainsanimportanttechnologyinth

5、edesignandresearchofcombustionengine．Thisthesiselaboratesvariouspresentprinciplesandmethodsoftemperaturefieldmeasurementofpistons，andintroducesthetrendoffuturedevelopment．Keywords：piston；temperaturefield；test0前言内燃机作为一种较为稳定可靠的动力源，目前已被广泛应用到各个领域。随着研究的不断进展，内燃机体

6、积小型化以及燃烧效率的提高使得内燃机升功率不断增高，这直接导致了活塞、连杆、气缸盖、气缸套等部件的热负荷不断增高。这些部件的强度已经成为决定内燃机寿命乃至整个内燃机安全稳定的重要因素。而活塞作为动力输出的核心，其工作时的温度一直是学者们研究的重点。但由于内燃机活塞高温恶劣的工作环境以及快速往复的运动特点，导致其温度场变化规律一直无法被设计者完全掌握Ⅲ。因此，如何精确地测得活塞工作时温度场的变化规律成为了设计者们研究的热点。作者简介：曹斯琦(1989一)，女，山西人，硕士研究生，研究方向为内燃机测试。收稿日期：

7、2014—12—15目前关于活塞温度场的测量方法主要包括非电量测量法、电量测量法、其他测量法。1非电量测量法1．1硬度标定法硬度标定法，也称为硬度塞法。其测量原理是当承受时间一定时，某些金属的硬度与其所受最高温度呈近似线性关系。将这种金属制成塞状或螺钉状，植入活塞内，再通过测量工作后活塞内该金属的硬度，与已获得的温度一硬度曲线进行比较，便可获知在该工况下活塞工作时的最高温度。这一方法自20世纪90年代后期至今一直被广泛使用，并取得一定的实验成果8’”。硬度标定法要求被测金属质地均匀，特别是淬火后质地要均匀，应

8、具有较高硬度且硬度稳定，其硬度与回火温度应具有良好的直线相关性口1。轴承钢GCrl5与经过810℃处理的354钢能较好地内燃机2015年4月满足以上条件。测量前须提前制备测量金属的温度一硬度曲线。在测量过程中，要求内燃机从低负荷、低转速逐渐增加，到达要测定工况后，稳定运行2h。另外，在测量的整个过程中要求测量人员及设备保持一致，避免扩大误差。硬度标定法具有操作简单，安装方便，稳定可靠，原件损耗代价小