CN203241367U - 一种用于缸盖温度场测试的试验台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于缸盖温度场测试的试验台，包括柴油机缸盖、数据采集卡和测控计算机，所述柴油机缸盖包括上缸盖和下缸盖，所述下缸盖上设置有多个槽道，所述槽道内安装有一温度传感器；所述温度传感器通过引线与数据采集卡相连，所述数据采集卡与测控计算机相连。本实用新型所述的用于缸盖温度场测试的试验台通过在多个位置点处设置温度传感器，进行温度测试，之后转化为测点对应的缸盖底面位置处的温度值，然后将对应的缸盖底面温度点处的温度值再进行插值法的扩充计算，最终即可形成最终缸盖底面温度场的计算值。
Description
技术领域
本实用新型属于柴油机领域，具体涉及一种用于缸盖温度场测试的试验台。
背景技术
柴油机是常见的机械类的动力源，其主要工作原理是依靠柴油燃料在缸内的燃烧从而产生动力，但燃料在燃烧后会产生大量的热量，如不及时准确的将这些热量以合理的方式分散开，则会影响到柴油机的正常工作。一般来讲，柴油机的冷却系统需要有良好的控制，很多文献中记载着对于柴油机良好的冷却控制的最终目的是将缸体保持较为适当的高温状态，而缸盖则是要尽量的处于低温状态，这是因为缸体（确切的说是缸套）的高温可保证可燃混合气燃烧所释放的能量尽量转化为机械能，而缸盖的低温状态则是尽量保证进气充量多和排气能力强。因为如果缸盖的温度场过于大，则会加热进气，使得进气的密度减少，而排气位置的高温也会减少排气向缸盖的散热能力（此时，燃烧废气是高温源，缸盖是低温源，如果缸盖此时的温度太高，势必减少废气的散热能力，从而加大了排气管的热负荷。）。
另一方面，柴油机缸盖由于整体体积限制，且内部部件较多，使得冷却管道的布置十分困难，因此保证柴油机缸盖良好的冷却是柴油机冷却系统常见的难点之一。但无论采用何种冷却方式，首要的就是测得缸盖底面（即组成燃烧室的部分的那个面）的温度场，依靠测得的温度值才能十分准确的描述所设计的冷却系统工作能力是否良好。但由于柴油机缸盖底面是组成燃烧室的重要组成部分需要有良好的密封性，因此对于其温度场的实测，特别是高热密度区域，即柴油机缸盖“鼻梁区”更加困难。
实用新型内容
本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种用于缸盖温度场测试的试验台；该用于缸盖温度场测试的试验台可以实现柴油机缸盖底面高热密度区温度场的测试。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种用于缸盖温度场测试的试验台，其特征在于，包括柴油机缸盖、数据采集卡和测控计算机，所述柴油机缸盖包括上缸盖和下缸盖，所述下缸盖上设置有多个槽道，所述槽道内安装有一温度传感器；所述温度传感器通过引线与数据采集卡相连，所述数据采集卡与测控计算机相连。
进一步的，上缸盖和下缸盖通过螺栓连接固定。
本实用新型所述的用于缸盖温度场测试的试验台通过在多个位置点处设置温度传感器，进行温度测试，之后转化为测点对应的缸盖底面位置处的温度值，然后将对应的缸盖底面温度点处的温度值再进行插值法的扩充计算，最终即可形成最终缸盖底面温度场的计算值。
附图说明
图1为本实用新型所述的用于缸盖温度场测试的试验台的结构框图；
图2为柴油机缸盖的结构图；
图3为测点位置示意图；
图4为温度传感器埋入柴油机缸盖内的纵向图；
图5为温度传感器埋入柴油机缸盖内的横向图；
图6为柴油机缸盖纵向温度差测试试验示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
柴油机缸盖底面温度场，特别是进排气门鼻梁区，由于直接接触燃烧室，既要接触到燃烧室内可燃混合气燃烧所带来的高温高压，又要有足够的密封性，因此直接将传感器放到底面去测量不现实。如采用硬度塞的方式则不可避免的会在燃烧室顶端打孔，安装硬度塞，势必影响燃烧室内的体积，最终影响燃烧，且硬度塞的方式精度不高。
本实用新型的原理是将柴油机缸盖进行切割，一分为二，分为下缸盖和上缸盖。下缸盖即接触燃烧室的部分；上缸盖即剩余的部分。在下缸盖中安装有测试用的精度高的温度传感器，然后再将两个缸盖通过螺栓连接的方式合二为一，如此便可以测得缸盖在埋有温度传感器部位的温度值，然后通过公式换算，则可以换算成缸盖底面的温度场。具体的讲，如图1-3所示，本实用新型所述的用于缸盖温度场测试的试验台，包括柴油机缸盖1、数据采集卡2和测控计算机3，所述柴油机缸盖1包括通过螺栓8连接的上缸盖4和下缸盖5，所述下缸盖5上设置有多个槽道6，所述槽道6内安装有一温度传感器7；所述温度传感器7通过引线8与数据采集卡2相连，所述数据采集卡2与测控计算机3相连。
采用上述测试台进行测试的方法及步骤如下：
（1）将柴油机缸盖按照平行于底面的方向进行切割，将柴油机缸盖通过切割的方式一分为二；切割的位置需要保证该缸盖在安装有温度传感器后还能保持一定的强度和刚度，且能够为后续安装螺栓，留有足够深度的螺纹孔；将缸盖一分为二的方式。
（2）温度传感器的布置，温度传感器布置在切开缸盖的槽道内。
本实用新型中温度测试的原理是通过多个位置点处的温度测试值，转化为测点对应的缸盖底面位置处的温度值，然后将对应的缸盖底面温度点处的温度值再进行插值法的扩充计算，最终形成最终缸盖底面温度场的计算值。
通过以上分析可知，要最终得到缸盖底面温度场的需要通过温度传感器及其引线埋入到缸盖体内，其埋入方式见图4-5所示。
缸盖底面不同位置处温度值的计算方式：
（1） 同等平面上的计算方式
例如，第1点和第3点之间的点，其计算方式，就是1点和3点之间的温度变化，按照距离进行平分。假设1点的温度值是300℃，3点之间是400℃，1点和3点之间的距离为10mm，那么1点之后的3mm处的温度值即为310℃。
（2） 温度测试平面到缸盖底面的映射的方式
温度测试平面与缸盖底面之间还存在一定的距离，要想知道缸盖底面的温度值就必须将温度实测值，映射到缸盖底面上。具体映射的方式就是一个热传导的过程。
假设温度测试点用符号1、2、3、4、5、6、7、8、9、10表示；缸盖底面映射点用符号a、b、c、d、e、f、g、h、i、j表示。那么1点的映射点就是a点，2点的映射点就是b点，以此类推。
那么1点到a点的温度值是通过下式计算
T1=Ta-纵向温度差
T2=Tb-纵向温度差
T3=Tc-纵向温度差
以此类推……
因此，最为关键的就是缸盖中的纵向温度差。在这里可以解释为测试温度传感器到底面之间的距离，由于缸盖材料本身产生的热阻而消耗掉的温度。材料的纵向温度差是其本身材料的特性，可以通过静态测试的方式获得，获得缸盖材料纵向温度差的方式可通过另外的试验测得。
根据图6所示，纵向温度的差异就是从缸盖顶端侧到的温度与缸盖底端所测到的温度进行缸盖纵向距离的分割，例如，缸盖纵向长100cm，温度差异为10℃，那么缸盖每1cm上就消耗掉0.1℃。
因此，可以通过纵向温度差的方式将测出的温度映射到缸盖底面，因此可以得出缸盖底面的温度值。
本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。
Claims (2)
1.一种用于缸盖温度场测试的试验台，其特征在于，包括柴油机缸盖、数据采集卡和测控计算机，所述柴油机缸盖包括上缸盖和下缸盖，所述下缸盖上设置有多个槽道，所述槽道内安装有一温度传感器；所述温度传感器通过引线与数据采集卡相连，所述数据采集卡与测控计算机相连。
2.根据权利要求1所述的用于缸盖温度场测试的试验台，其特征在于，上缸盖和下缸盖通过螺栓连接固定。
Priority Applications (1)
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| CN 201320282986 CN203241367U (zh) | 2013-05-21 | 2013-05-21 | 一种用于缸盖温度场测试的试验台 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104165900A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-11-26 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种模块式气缸盖传热规律分析试验装置 |
| CN105334059A (zh) * | 2015-10-13 | 2016-02-17 | 哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司 | 发动机缸盖温度场实验方法 |
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2013
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| CN104165900A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-11-26 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种模块式气缸盖传热规律分析试验装置 |
| CN104165900B (zh) * | 2014-08-22 | 2020-02-04 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种模块式气缸盖传热规律分析试验装置 |
| CN105334059A (zh) * | 2015-10-13 | 2016-02-17 | 哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司 | 发动机缸盖温度场实验方法 |
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