CN107806938A - 一种微型内燃机自蓄热着火温度测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种微型内燃机自蓄热着火温度测量装置,包括内燃机、高速锁相放大器、分压电阻Ro;内燃机内的蓄热点火器发热丝为待测电阻Rx;所述的分压电阻Ro与待测电阻Rx串联,所述的高速锁相放大器分别与分压电阻Ro、待测电阻Rx并联。所述的蓄热点火器发热丝的材质为铂或铂铑合金。所述的分压电阻Ro为可变电阻,阻值范围为10~50欧姆。优点是,能直接得到测定测试电路中蓄热点火器两端的电压信号来实现,通过换算获得发热丝的电阻阻值,从而获得着火温度及动态变化数据。
Description
技术领域
本发明涉及温度测量技术领域,具体涉及一种微型内燃机连续工作模式 下电热塞自蓄热着火方式时发热丝瞬态温度的测量方法及装置。
背景技术
内燃机根据使用燃料种类和工作模式的不同,主要分为电火花点火、压 燃点火和电热塞自蓄热点火三种模式。其中的电热塞自蓄热点火原理是在发 动机启动阶段通过加电使得蓄热塞的发热丝点燃缸内可燃气,在发动机启动 后连续工作时,加热电源断开,电热塞的发热丝具有自蓄热功能,被上个循 环燃烧热气体加热并维持一定的温度,在下个循环点燃冷可燃气,实现自蓄 热点火。由于发动机缸内预混气的点燃温度由可燃混合气成分、点燃时刻缸 内压力和温度等条件综合决定,因此,通过对电热塞发热丝瞬态温度测量,可以明确蓄热点火器在工作过程的温度变化特征,能够获得着火温度和燃烧 过程热丝蓄热温度变化规律,是进一步改进自蓄热点火器技术的关键,对改 善发动机性能有着重要意义。
微型内燃机由于具有输出功率高、能量密度大和续航时间长等特性,在 微型动力系统有着重要的地位。已经商用应用的活塞式航模发动机等基本采 用自蓄热点火的方式,微型内燃机自身运行转速高,通常达到10000转每分 钟,同时由于内燃机的工作过程是高温高压复杂条件,所以,对微型内燃机 内蓄热点火器着火温度和燃烧过程的测量面临困难。现有发动机内着火温度 测量存在很大的局限性,如常规采用热电偶测温法,响应时间较长,同时直 接接触蓄热体的热电偶,会影响其蓄热性能,导致所测温度与真实温度存在较大偏差;而采用光学方法面临布置光学视窗困难的问题,特别是在微型内 燃机上实现光学测温面临条件更加苛刻,同时光学测温仪器成本昂贵。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提出一种微型内燃机内自蓄热点火 器着火温度和缸内气体温度变化的测量方法及装置。其核心内容是根据内燃 机运行特性,进行微型内燃机连续工作条件下蓄热点火器发热丝瞬时电阻测 量,通过获得蓄热塞发热丝电阻的微小变化特征,在根据电阻随温度变化标 定曲线对照关系,从而实现高速运行条件下的蓄热自着火温度和缸内温度变 化特性的测量。
基本测温的原理是电阻阻值随温度变化而变化的特性,这种测温方法测 量精度高,不需要冷端补偿,电阻信号便于传输和采集。蓄热点火器发热丝 电阻对温度的敏感程度的温度系数αT定义为:
本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种微型内燃机自蓄热着火温度测量方法,包括步骤如下:
1S.在标准加热炉中,将蓄热点火器整体放置在恒定温度环境中保持一 定时间,测量对应温度下蓄热点火器发热丝的静态电阻值;
2S.通过改变加热炉温度,获得蓄热点火器发热丝电阻变化特性,形成 一一对应温度关系图表,为计算发动机内瞬态发热丝温度特性准备;
所建立温度电阻关系式为:Rx=R(T)
其中:Rx为发热丝电阻,T为加热炉温度;
3S.运行内燃机,并对运行中的蓄热点火器发热丝的电阻进行测量;通 过建立分压辅助测试电路,利用高速锁相放大器进行自蓄热过程中发热丝电 阻值的动态测量,根据标定电阻温度特性数据,转换为发热丝的瞬时温度;
电阻计算公式:
其中:v为上述测得的点火塞电热丝两端的电压,U为锁相放大器输入 电路的总电压,R为锁相放大器的输出阻抗,Ro为标准分压电阻;
4S.根据标定温度-电阻特性,换算为电阻-温度特性,得到发热丝温度 Ts随时间变化的动态关系:Ts=T(Rx)。
一种微型内燃机自蓄热着火温度测量装置,包括内燃机、高速锁相放大 器、分压电阻Ro;内燃机内的蓄热点火器发热丝为待测电阻Rx;所述的分 压电阻Ro与待测电阻Rx串联,所述的高速锁相放大器分别与分压电阻Ro、 待测电阻Rx并联。
作为上述方案的改进,所述的蓄热点火器发热丝的材质为铂或铂铑合金。
作为上述方案的改进,所述的分压电阻Ro为可变电阻,阻值范围为 10~50欧姆。
本发明具有以下有益效果:能直接得到测定测试电路中蓄热点火器两端的 电压信号来实现,通过换算获得发热丝的电阻阻值,从而获得着火温度及动态 变化数据。
附图说明
图1为实施例2的测量装置的结构示意图。
图2为实施例3的蓄热点火器发热丝电阻和温度随时间变化图。
具体实施方式
实施例1
一种微型内燃机自蓄热着火温度测量方法,包括步骤如下:
1S.在标准加热炉中,将蓄热点火器整体放置在恒定温度环境中保持一定时 间,测量对应温度下蓄热点火器发热丝的静态电阻值;
2S.通过改变加热炉温度,获得蓄热点火器发热丝电阻变化特性,形成一一 对应温度关系图表,为计算发动机内瞬态发热丝温度特性准备;
所建立温度电阻关系式为:Rx=R(T)
其中:Rx为发热丝电阻,T为加热炉温度;
3S.运行内燃机,并对运行中的蓄热点火器发热丝的电阻进行测量;通过建 立分压辅助测试电路,利用高速锁相放大器进行自蓄热过程中发热丝电阻值 的动态测量,根据标定电阻温度特性数据,转换为发热丝的瞬时温度;
电阻计算公式:
其中:v为上述测得的点火塞电热丝两端的电压,U为锁相放大器输入电路的 总电压,R为锁相放大器的输出阻抗,Ro为标准分压电阻;
4S.根据标定温度-电阻特性,换算为电阻-温度特性,得到发热丝温度Ts随 时间变化的动态关系:Ts=T(Rx)。
实施例2
如图1所示,一种微型内燃机自蓄热着火温度测量装置,包括内燃机、高速 锁相放大器、分压电阻Ro;内燃机内的蓄热点火器发热丝为待测电阻Rx;所述 的分压电阻Ro与待测电阻Rx串联,所述的高速锁相放大器分别与分压电阻Ro、 待测电阻Rx并联。所述的蓄热点火器发热丝的材质为铂或铂铑合金。所述的分 压电阻Ro为可变电阻,阻值范围为10~50欧姆。
实施例3
蓄热点火器发热丝的材料为铂铑30合金,直径0.2毫米,常温下电阻0.13 欧姆。图2为发动机4000转每分钟运行条件下,蓄热点火器发热丝电阻R和温 度T随时间变化特征,能够反映出发动机着火时刻温度和缸内温度周期性变化 规律。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明,该实施例并非用以限 制本发明的专利范围,凡未脱离本发明所为的等效实施或变更,均应包含于本 案的专利范围中。
Claims (4)
1.一种微型内燃机自蓄热着火温度测量方法,其特征在于,包括步骤如下:
1S.在标准加热炉中,将蓄热点火器整体放置在恒定温度环境中保持一定时间,测量对应温度下蓄热点火器发热丝的静态电阻值;
2S.通过改变加热炉温度,获得蓄热点火器发热丝电阻变化特性,形成一一对应温度关系图表,为计算发动机内瞬态发热丝温度特性准备;
所建立温度电阻关系式为:Rx=R(T)
其中:Rx为发热丝电阻,T为加热炉温度;
3S.运行内燃机,并对运行中的蓄热点火器发热丝的电阻进行测量;通过建立分压辅助测试电路,利用高速锁相放大器进行自蓄热过程中发热丝电阻值的动态测量,根据标定电阻温度特性数据,转换为发热丝的瞬时温度;
电阻计算公式:
<mrow>
<mi>R</mi>
<mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mi>v</mi>
<mrow>
<mi>U</mi>
<mo>-</mo>
<mi>v</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>.</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>R</mi>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中:v为上述测得的点火塞电热丝两端的电压,U为锁相放大器输入电路的总电压,R为锁相放大器的输出阻抗,Ro为标准分压电阻;
4S.根据标定温度-电阻特性,换算为电阻-温度特性,得到发热丝温度Ts随时间变化的动态关系:Ts=T(Rx)。
2.一种用于权利要求1所述的微型内燃机自蓄热着火温度测量方法的装置,其特征在于,包括内燃机、高速锁相放大器、分压电阻Ro;内燃机内的蓄热点火器发热丝为待测电阻Rx;所述的分压电阻Ro与待测电阻Rx串联,所述的高速锁相放大器分别与分压电阻Ro、待测电阻Rx并联。
3.根据权利要求2所述的一种微型内燃机自蓄热着火温度测量装置,其特征在于,所述的蓄热点火器发热丝的材质为铂或铂铑合金。
4.根据权利要求2所述的一种微型内燃机自蓄热着火温度测量装置,其特征在于,所述的分压电阻Ro为可变电阻,阻值范围为10~50欧姆。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1991654A (zh) * | 2005-12-31 | 2007-07-04 | 博奥生物有限公司 | 不需要温度传感器的精密加热温度控制装置及方法 |
CN101614599A (zh) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Gm全球科技运作股份有限公司 | 用于估计内燃机中的温度的方法和电路 |
CN102798654A (zh) * | 2012-09-08 | 2012-11-28 | 无锡隆盛科技股份有限公司 | 氮氧传感器加热控制方法 |
CN204085726U (zh) * | 2014-01-06 | 2015-01-07 | 江苏索尔新能源科技股份有限公司 | 一种温度检测电路结构 |
CN105865648A (zh) * | 2016-05-05 | 2016-08-17 | 惠州市蓝微新源技术有限公司 | 一种低功耗的温度检测方法及装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1991654A (zh) * | 2005-12-31 | 2007-07-04 | 博奥生物有限公司 | 不需要温度传感器的精密加热温度控制装置及方法 |
CN101614599A (zh) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Gm全球科技运作股份有限公司 | 用于估计内燃机中的温度的方法和电路 |
CN102798654A (zh) * | 2012-09-08 | 2012-11-28 | 无锡隆盛科技股份有限公司 | 氮氧传感器加热控制方法 |
CN204085726U (zh) * | 2014-01-06 | 2015-01-07 | 江苏索尔新能源科技股份有限公司 | 一种温度检测电路结构 |
CN105865648A (zh) * | 2016-05-05 | 2016-08-17 | 惠州市蓝微新源技术有限公司 | 一种低功耗的温度检测方法及装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
余愿等: "《传感器原理与检测技术》", 28 February 2017, 华中科技大学出版社 * |
张文涛: "《光电仪器原理及应用》", 31 March 2014, 西安电子科技大学出版社 * |
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