CN112146884B - 一种活塞测温机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机生产制造技术领域，公开了一种活塞测温机构。该活塞测温机构包括：外壳，其设置于连杆上；活塞温度感知模块，其设置于外壳的外侧，用于检测活塞的温度；电源，其设置于外壳内，电源被配置为选择性电连接于活塞温度感知模块。采用这种方式，在初始安装和连杆的加速度未超过预设加速度时，电源没有通电，在连杆的加速度超过预设加速度时，电源通电，通过控制电源上电时间，避免电源过早上电导致电源的电能浪费，实现电源在需要进入测量状态时，电源开始上电，活塞温度感知模块开始工作，以保证发动机的开发具有足够时间进行活塞温度测量。

Description

一种活塞测温机构

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种活塞测温机构。

背景技术

如图1所示，发动机在生产过程需要动态测试活塞300的温度。在测量之前，需要在发动机的连杆200上安装一个活塞测温机构500。当发动机工作时，曲轴柄100驱动连杆200上下运动，并带动活塞300在缸套400内上下运动，在此过程中活塞测温机构500随连杆200共同上下运动。

如图2所示，现有活塞测温机构500包括活塞温度感知模块501、电池502、弹簧503和固定壳体504，其中电池502、弹簧503和固定壳体504共同组成供电模块。如果需要测量活塞300温度，在发动机组装时把活塞测温机构500整体固定在连杆200上。

由于活塞测温机构500安装在发动机的内部空间，在活塞测温机构500安装之后，操作人员不能再对活塞测温机构500进行操作和维护。因此，在发动机开始组装准备时，活塞测温机构500开始上电并进入工作状态，电池502开始放电。通常整个发动机的装配过程需要持续3天，甚至更长时间，但是电池502的电量是有限的，电池502的电量一般只可以维持5天～6天。采用这种方式，活塞测温机构500在安装后就处于上电状态，电池502耗电量较大。由于电池502过早上电导致电源无效消耗，其留给发动机真正测量时间被严重压缩。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活塞测温机构，控制上电时间，保证活塞具有充足的测温时间。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种活塞测温机构，包括：

外壳，其设置于连杆上；

活塞温度感知模块，其设置于所述外壳的外侧，用于检测活塞的温度；

电源，其设置于所述外壳内，所述电源被配置为选择性电连接于所述活塞温度感知模块。

作为优选，还包括：

固定套，其设置于所述外壳内，所述固定套用于承载所述电源；

滑动组件，其设置于所述固定套内，在所述电源未接通时，所述滑动组件能够与所述外壳相固定，所述滑动组件被配置为能够相对于所述固定套向靠近所述电源的方向滑动，在所述电源能够通过所述滑动组件电连接于所述活塞温度感知模块时，所述滑动组件能够与所述外壳相固定。

作为优选，所述滑动组件包括滑块，所述滑块能够相对于所述固定套滑动，所述电源未接通时，所述滑块连接于所述外壳，所述电源通过所述滑块电连接于所述活塞温度感知模块时，所述滑动组件能够与所述外壳相固定。

作为优选，所述滑动组件还包括第一连接轴，所述滑块通过所述第一连接轴可拆卸连接于所述外壳。

作为优选，所述第一连接轴包括：

第一连接部，其设置于所述滑块内；

第二连接部，其穿过所述固定套并设置于所述外壳的侧壁内；

可断裂部，所述可断裂部位于所述第一连接部和所述第二连接部之间并分别与其相连接。

作为优选，所述可断裂部的直径小于所述第一连接部的直径，所述可断裂部的直径小于所述第二连接部的直径。

作为优选，所述滑动组件还包括：

第二连接轴，其一端穿设于所述滑块的容纳槽，另一端能够相对于所述固定套的内壁滑动并至少穿设于所述固定套；

复位件，其设置于所述容纳槽内，所述复位件的两端能够分别抵接于所述容纳槽的内壁和所述第二连接轴的一端。

作为优选，在所述固定套上设置有避让通孔，在所述外壳的内壁上对应所述避让通孔设置有插孔，所述第二连接轴的另一端能够穿过所述避让通孔并插接于所述插孔内。

作为优选，所述滑动组件还包括：

垫片，其设置于所述滑块的顶部并电连接于所述活塞温度感知模块；

弹性件，其一端设置于所述垫片上，另一端能够抵接于所述电源的底部，用于所述电源放电。

作为优选，在所述固定套的顶部设置有固定孔，所述电源穿设于所述固定孔。

本发明的有益效果：

本发明提供的活塞测温机构，在外壳的内部设置有电源，外壳起到了对电源的防护作用，避免电源受到外界水汽等侵蚀。在活塞温度测试前，将外壳设置于连杆上，以将活塞测温机构作为整体安装在连杆上。通过设置电源被配置为选择性电连接于温度感知模块，在完成安装后发动机初始运转时，电源未电连接于温度感知模块，处于断电状态；随着发动机的正常运转，并逐渐提高连杆的加速度，在连杆的加速度调整至预设加速度时，电源电连接于温度感知模块，处于通电状态，电源可以进行放电，以为温度感知模块提供所需的电能，便于温度感知模块可以动态监测活塞的温度。

采用这种方式，在初始安装和连杆的加速度未超过预设加速度时，电源没有通电，在连杆的加速度超过预设加速度时，电源通电，通过控制电源上电时间，避免电源过早上电导致电源的电能浪费，实现电源在需要进入测量状态时，电源开始上电，活塞温度感知模块开始工作，以保证发动机的开发具有足够时间进行活塞温度测量。

附图说明

图1是现有技术活塞测温机构安装位置示意图；

图2是现有技术活塞测温机构的结构示意图；

图3是本发明活塞测温机构的结构示意图；

图4是本发明活塞测温机构中第一连接轴的结构示意图。

图中：

100、曲轴柄；200、连杆；300、活塞；400、缸套；500、活塞测温机构；501、活塞温度感知模块；502、电池；503、弹簧；504、固定壳体；

1、外壳；2、活塞温度感知模块；3、电源；4、固定套；5、滑动组件；

11、插孔；41、避让通孔；

51、滑块；52、第一连接轴；53、第二连接轴；54、复位件；55、垫片；56、弹性件；

521、第一连接部；522、第二连接部；523、可断裂部。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种活塞测温机构，用于动态监测活塞在缸套移动过程中的温度。如图3所示，该活塞测温机构包括外壳1、活塞温度感知模块2及电源3，外壳1为中空的封闭结构，外壳1设置于连杆上，外壳1起到了整体支撑的作用。外壳1的外侧设置有活塞温度感知模块2，活塞温度感知模块2固定于连杆上，用于检测活塞的温度。活塞温度感知模块2具体可以为单独的温度传感器或温度传感器和控制器的集成模组。活塞温度感知模块2不是本发明的重点，故不详细赘述。在外壳1的内部设置有电源3，电源3被配置为选择性电连接于活塞温度感知模块2。

本实施例提供的活塞测温机构，在外壳1的内部设置有电源3，外壳1起到了对电源3的防护作用，避免电源3受到外界水汽等侵蚀。在活塞温度测试前，将外壳1设置于连杆上，以将活塞测温机构作为整体安装在连杆上。通过设置电源3被配置为选择性电连接于活塞温度感知模块2，在完成安装后发动机初始运转时，电源3未电连接于活塞温度感知模块2，处于断电状态；随着发动机的正常运转，并逐渐提高连杆的加速度，在连杆的加速度调整至预设加速度时，电源3电连接于活塞温度感知模块2，处于通电状态，电源3可以进行放电，以为活塞温度感知模块2提供所需的电能，便于活塞温度感知模块2可以动态监测活塞的温度。

采用这种方式，在初始安装和连杆的加速度未超过预设加速度时，电源3没有通电，在连杆的加速度超过预设加速度时，电源3通电，通过控制电源3上电时间，避免电源3过早上电导致电源3的电能浪费，实现电源3在需要进入测量状态时，电源3开始上电，活塞温度感知模块2开始工作，以保证发动机的开发具有足够时间进行活塞温度测量。

为了能够控制电源3的上电时间，如图3所示，该活塞测温机构还包括固定套4和滑动组件5，固定套4设置于外壳1内，固定套4用于承载电源3，以保证电源3的固定效果。具体地，在固定套4的顶部设置有固定孔，电源3穿设于固定孔，固定孔起到了固定电源3的作用，此时电源3的底部为负极，电源3的顶部为正极，电源3的正极抵接于外壳1的顶部内壁并电连接于活塞温度感知模块2的正极。

固定套4为壳体结构，在固定套4的内部设置有滑动组件5，固定套4为滑动组件5提供了封闭的运动空间。滑动组件5位于电源3的下方，滑动组件5被配置为能够相对于固定套4向靠近电源3的方向滑动，使电源3能够通过滑动组件5电连接于活塞温度感知模块2。在电源3未接通时，滑动组件5能够与外壳1相固定，在电源3能够通过滑动组件5电连接于活塞温度感知模块2时，滑动组件5能够与外壳1相固定。利用滑动组件5可以相对于固定套4进行滑动，滑动组件5选择性连接于电源3的底部，实现电源3上电时间的控制。

具体地，如图3所示，滑动组件5包括滑块51，滑块51可拆卸连接于外壳1并电连接于活塞温度感知模块2，滑块51能够相对于固定套4滑动并电连接于电源3的底部。由于滑块51电连接于活塞温度感知模块2，在滑块51相对于固定套4滑动至电源3的底部并与其相抵接后，电源3和活塞温度感知模块2所组成的回路导通，电源3进行放电。在电源3未接通时，滑块51能够与外壳1相固定，在电源3能够通过滑块51电连接于活塞温度感知模块2时，滑块51能够与外壳1相固定。通过设置滑块51可拆卸连接于外壳1，在保证电源3放电前滑块51相对于外壳1连接稳定性的同时，还可以保证电源3放电后滑块51相对于外壳1连接稳定性。

为了保证电源3放电前滑块51相对于外壳1稳定性，滑动组件5还包括第一连接轴52，滑块51通过第一连接轴52可拆卸连接于外壳1。

具体地，当连杆加速度在一定范围时，滑块51通过第一连接轴52连接外壳1并与固定套4一起上下运动。当随着发动机速度增加，连杆加速度的增加，滑块51产生的上下惯性力逐渐加大，如果加速度达到预设加速度之后，例如连杆处于上止点或下止点加速度方向出现突变，滑块51的惯性力折断第一连接轴52，滑块51向上或向下运动。

通过设置第一连接轴52，在电源3放电前，滑块51通过第一连接轴52连接于外壳1，以保证滑块51的固定效果，实现滑块51和电源3之间存在一定的距离，避免在安装初始，滑块51和电源3出现接触而导致电源3导通的情况。在电源3需要放电时，滑块51通过第一连接轴52脱离外壳1，滑块51不受外壳1和第一连接轴52的约束后，滑块51可以在固定套4内上下滑动，直至滑块51能够电连接于电源3的底部，实现电源3导通和放电。

其中，如图3-4所示，第一连接轴52具体为可断裂销轴，第一连接轴52包括第一连接部521、第二连接部522及可断裂部523，第一连接部521设置于滑块51内，第二连接部522穿过固定套4并设置于外壳1的侧壁内，可断裂部523位于第一连接部521和第二连接部522并分别与其相连接，可断裂部523可以出现断裂。

具体地，发动机的转速正常工作区间为600转/分钟到2200转/分钟之间，由于活塞测温机构和发动机一般需要进行预热磨合，其预热磨合工作转速区间一般涉及整个的正常转速工作区间，可断裂部523在整个正常转速区间不断裂，这样无论如何发动机如何运转，活塞测温机构均不可进入供电工作状态；当发动机预热磨合完成后，发动机可以超速运转到较高的一个转速，使得可断裂部523断裂，从而使活塞测温机构的电源3进入供电工作状态。

可断裂部523的直径小于第一连接部521的直径，可断裂部523的直径小于第二连接部522的直径。第一连接部521和第二连接部522分别对称设置于可断裂部523的两侧，使得第一连接轴52形成一个两边粗中间细的哑铃结构。当加速度增加到预设加速度时，滑块51的惯性力折断可断裂部523，第一连接轴52断裂，滑块51没有第一连接轴52的限制，可以自由滑动。

优选地，可断裂部523包括中间部和两个过渡部，中间部的一端通过一个过渡部连接于第一连接部521，另一端通过一个过渡部连接于第二连接部522，过渡部起到过渡作用。过渡部的直径小于第一连接部521的直径并大于中间部的直径，过渡部的截面可变，过渡部的截面从第一连接部521或第二连接部522向靠近中间部的方向逐渐减少，以保证中间部的结构强度较低，容易出现断裂。

由于滑块51在解除第一连接轴52限制后能够相对于固定套4滑动，为了保证滑块51和电源3导通后滑块51位置不变，如图3所示，滑动组件5还包括第二连接轴53和复位件54，在滑块51的一侧设置有容纳槽，第二连接轴53的一端穿设于滑块51的容纳槽，另一端能够相对于固定套4的内壁滑动并至少穿设于固定套4。复位件54具体为压紧弹簧，复位件54设置于容纳槽内，复位件54的两端能够分别抵接于容纳槽的内壁和第二连接轴53的一端。

在第一连接轴52的可断裂部523没有断裂时，第二连接轴53的两端分别抵接于复位件54和固定套4的内壁，此时复位件54处于压缩状态。当第一连接轴52断裂后，第二连接轴53随滑块51的移动相对于固定套4的内壁滑动。在被压缩的复位件54的自身恢复作用力下，第二连接轴53向外侧顶出，第二连接轴53分别穿设于固定套4和外壳1，保证电源3放电后滑块51相对于外壳1连接稳定性，使得滑块51和电源3之间的电性接触的可靠性好。

对于第二连接轴53的固定，可选地，在固定套4上设置有避让通孔41，避让通孔41为第二连接轴53提供了活动空间，第二连接轴53的另一端能够穿过避让通孔41，第二连接轴53限位于固定套4内，结构简单，易于实现。

由于复位件54的弹性力不好控制，容易出现复位件54弹性过大将第二连接轴53顶出固定套4之外，为了解决这个问题，在外壳1的内壁上对应避让通孔41设置有插孔11，第二连接轴53的另一端能够穿过避让通孔41并插接于插孔11内，使得滑块51通过第二连接轴53连接于外壳1，第二连接轴53即使穿出固定套4之外，插孔11也能为第二连接轴53提供安装空间，且第二连接轴53分别穿设固定套4和外壳1，固定套4和外壳1对第二连接轴53起到了双重固定的作用，固定效果好。

但是这种方式，第二连接轴53的长度和固定套4和外壳1之间的距离必须精确调整，加工难度大，为了解决这个问题，可选地，在固定套4和外壳1之间设置有滑道，滑道的进口连通于避让通孔41，第二连接轴53的另一端能够穿过滑道并与其滑动配合。通过设置滑道，在为第二连接轴53提供了延伸的滑动空间的同时，降低了对第二连接轴53长度尺寸的要求，保证即使长度较小的第二连接轴53也可以进入滑道，滑道相对于水平设置，滑道可以对竖直上下滑动的滑块51起到了限位的作用。

进一步地，滑动组件5还包括垫片55和弹性件56，垫片55设置于滑块51的顶部并电连接于活塞温度感知模块2，弹性件56的一端设置于垫片55上，另一端能够抵接于电源3的底部，用于电源3放电。具体地，垫片55电连接于活塞温度感知模块2的负极，垫片55用于承载弹性件56，弹性件56具体为顶紧弹簧，弹性件56起到了缓冲作用，避免滑块51直接冲击电源3。通过设置弹性件56，垫片55通过弹性件56抵接于电源3的负极，实现电源3放电。

本实施例提供的活塞测温机构的工作过程如下：

将活塞测温机构整体装在发动机的连杆上，准备完成后，发动机开始运转；

在发动机工作时连杆上下运动，随发动机的转速升高，连杆的加速度也增加，整个活塞测温机构与连杆保持相同的加速度变化，滑块51通过第一连接轴52与外壳1连接，滑块51也同样受到不断变换的加速度影响，当连杆加速度在一定范围时，滑块51通过第一连接轴52连接外壳1并与固定套4一起上下运动；

当随着发动机速度增加，连杆加速度的增加，滑块51产生的上下惯性力逐渐加大，如果加速度达到预设加速度之后，例如连杆处于上止点或下止点加速度方向出现突变，滑块51的惯性力折断第一连接轴52，滑块51向上或向下运动；

在第一连接轴52的可断裂部523没有断裂时，第二连接轴53的两端分别抵接于复位件54和固定套4的内壁，此时复位件54处于压缩状态；当第一连接轴52断裂后，第二连接轴53随滑块51的移动相对于固定套4的内壁滑动。当第二连接轴53滑动至避让通孔41的边缘时，在被压缩的复位件54的自身恢复作用力下，第二连接轴53向外侧顶出，第二连接轴53的另一端能够穿过避让通孔41并插接于插孔11内，滑块51通过第二连接轴53与外壳1再次相对固定；

此时位于滑块51顶部的弹性件56可以压紧电源3的负极，电源3正负极导通，电源3开始供电，以供活塞温度感知模块2检测活塞温度。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种活塞测温机构，其特征在于，包括：

外壳(1)，其设置于连杆上；

活塞温度感知模块(2)，其设置于所述外壳(1)的外侧，用于检测活塞的温度；

电源(3)，其设置于所述外壳(1)内，所述电源(3)被配置为选择性电连接于所述活塞温度感知模块(2)；

固定套(4)，其设置于所述外壳(1)内，所述固定套(4)用于承载所述电源(3)；

滑动组件(5)，其设置于所述固定套(4)内，所述滑动组件(5)包括滑块(51)，所述滑块(51)能够相对于所述固定套(4)滑动，所述电源(3)未接通时，所述滑块(51)连接于所述外壳(1)，所述电源(3)通过所述滑块(51)电连接于所述活塞温度感知模块(2)时，所述滑动组件(5)能够与所述外壳(1)相固定；

在连杆的加速度超过预设加速度时，电源(3)通电。

2.根据权利要求1所述的活塞测温机构，其特征在于，所述滑动组件(5)还包括第一连接轴(52)，所述滑块(51)通过所述第一连接轴(52)可拆卸连接于所述外壳(1)。

3.根据权利要求2所述的活塞测温机构，其特征在于，所述第一连接轴(52)包括：

第一连接部(521)，其设置于所述滑块(51)内；

第二连接部(522)，其穿过所述固定套(4)并设置于所述外壳(1)的侧壁内；

可断裂部(523)，所述可断裂部(523)位于所述第一连接部(521)和所述第二连接部(522)之间并分别与其相连接。

4.根据权利要求3所述的活塞测温机构，其特征在于，所述可断裂部(523)的直径小于所述第一连接部(521)的直径，所述可断裂部(523)的直径小于所述第二连接部(522)的直径。

5.根据权利要求1所述的活塞测温机构，其特征在于，所述滑动组件(5)还包括：

第二连接轴(53)，其一端穿设于所述滑块(51)的容纳槽，另一端能够相对于所述固定套(4)的内壁滑动并至少穿设于所述固定套(4)；

复位件(54)，其设置于所述容纳槽内，所述复位件(54)的两端能够分别抵接于所述容纳槽的内壁和所述第二连接轴(53)的一端。

6.根据权利要求5所述的活塞测温机构，其特征在于，在所述固定套(4)上设置有避让通孔(41)，在所述外壳(1)的内壁上对应所述避让通孔(41)设置有插孔(11)，所述第二连接轴(53)的另一端能够穿过所述避让通孔(41)并插接于所述插孔(11)内。

7.根据权利要求1所述的活塞测温机构，其特征在于，所述滑动组件(5)还包括：

垫片(55)，其设置于所述滑块(51)的顶部并电连接于所述活塞温度感知模块(2)；

弹性件(56)，其一端设置于所述垫片(55)上，另一端能够抵接于所述电源(3)的底部，用于所述电源(3)放电。

8.根据权利要求1所述的活塞测温机构，其特征在于，在所述固定套(4)的顶部设置有固定孔，所述电源(3)穿设于所述固定孔。

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