CN215267701U - 一种活塞测温机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活塞测温机构，包括设置于连杆上用于检测活塞温度的测温模块、为测温模块供电的电源，所述电源为可充电电源，所述电源与测温模块之间的电路上设有可选择性与所述测温模块电连接的测温模块供电开关，测温模块供电开关设于连杆上，连杆上设有为所述电源充电的充电机构。本实用新型通过为电源充电的充电机构及测温模块供电开关，控制上电时间，实现电源电池在需要进入测量状态时，电源电池开始上电，测温模块开始工作，保证具有充足的活塞测温时间，当发动机停止时，电源电池不向外供电，测温停止，实现了测试期间电源电池的动态充电，延长电源电池的工作时间。

Description

一种活塞测温机构

技术领域

本实用新型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

发动机开发过程需要动态的测试活塞的温度，通过在发动机的连杆30上安装一个测温模块16，测量其温度，当发动机工作时，活塞32在缸套31内上下运动，连杆30在曲轴柄29的带动下上下运动，测温模块随连杆一块上下运动如图1所示。测温模块如图2所示，包括测温模块16，电源17，当需要进行测量发动机的活塞温度时，在发动机组装时把测温模块整体固定在发动机的连杆上，因为测温模块16是装在了发动机的内部空间，测温模块16装上后，人员不能再对测温模块16进行操作及维护了；也就是说发动机开始组装准备时，测温模块16开始上电，进入了工作状态，电源电池开始放电，通常整个发动机的装配过程需要持续3天，甚至更长时间，但是电池的电量是有限的的，一般可以维持5-6天，也就是说，留给发动机工作真正测量的时间被严重压缩。

当前还没有一种电源的控制方法或装置用于活塞测温的电源控制上，以及如何实现用于测试的电源长久性。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种活塞测温机构，控制上电时间，实现电源电池在需要进入测量状态时，电源电池开始上电，测温模块开始工作，保证具有充足的活塞测温时间。

为解决上述技术问题，本实用新型包括设置于连杆上用于检测活塞温度的测温模块、为测温模块供电的电源，其结构特点是所述电源为可充电电源，所述电源与测温模块之间的电路上设有可选择性与所述测温模块电连接的测温模块供电开关，测温模块供电开关设于连杆上，连杆上设有为所述电源充电的充电机构。

所述测温模块供电开关包括桶状外壳，所述桶状外壳顶口处设有绝缘套，绝缘套中设有静电极；所述桶状外壳内底部设有石蜡胶囊，石蜡胶囊顶部设有与所述静电极间隔对应设置的动电极，动电极与绝缘套内壁之间设有弹簧，所述静电极、动电极分别与测温模块或电源电连接。

所述充电机构包括发电线圈绕体，所述发电线圈绕体呈封闭的筒状，发电线圈绕体内腔中设有与其内腔形状相适应的、可上下滑动的磁芯，发电线圈绕体外周设有发电线圈，发电线圈与电源正负极之间的连接电路上设有自动转换开关。

所述自动转换开关包括可固定在连杆上的固定板，固定板中间两侧设有相对外伸的销轴，所述销轴为绝缘体，销轴上转动连接有导电连，导电连杆两端分别设有动触点；所述固定板高度两端设有支架，所述支架为绝缘体，每一支架两端朝向固定板高度中间方向弯折，所述支架的端部设有与所述动触点对应设置的静触点，所述静触点可选择性与所述对应设置的动触点电连接，位于相对上端的两静触点在发电线圈与电源正负极之间的其中一支连接电路上，位于相对下端的两静触点在发电线圈与电源正负极之间的另一支连接电路上。

所述静触点包括桶状触点外壳，桶状触点外壳顶部设有盖板，所述桶状触点外壳内腔中设有复位弹簧、绝缘芯轴，绝缘芯轴截面呈T型状，绝缘芯轴与桶状触点外壳内壁及盖板液密封滑动配合，绝缘芯轴与盖板在桶状触点外壳内腔中形成压力油腔体，所述复位弹簧位于绝缘芯轴与桶状触点外壳底壁之间；靠近盖板处的压力油腔体侧壁上设有进出油口，连杆上设有引出压力油道液压油的连接接头，连接接头与进出油口之间通过油管连通。

所述导电连杆通过轴承安装在销轴上。

所述导电连杆两端的动触点的质量不同。

采用上述结构后，由于为测温模块供电的电源为可充电电源，电源与测温模块之间的电路上设有可选择性与测温模块电连接的测温模块供电开关，测温模块供电开关设于连杆上，连杆上设有为电源充电的充电机构。通过为电源充电的充电机构及测温模块供电开关，控制上电时间，实现电源电池在需要进入测量状态时，电源电池开始上电，测温模块开始工作，保证具有充足的活塞测温时间，当发动机停止时，电源电池不向外供电，测温停止，实现了测试期间电源电池的动态充电，延长电源电池的工作时间。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述：

图1为现有活塞测温模块安装示意图；

图2为现有测温模块示意图；

图3为本实用新型的整体结构示意图；

图4为图3中自动转换开关结构示意图；

图5为图3中静触点结构示意图。

具体实施方式

参照图3—图5，该活塞测温机构包括设置于连杆上用于检测活塞温度的测温模块16、为测温模块16供电的电源17，测温模块16的结构原理为公知技术，在此不予赘述。电源17为可充电电源，电源17与测温模块16之间的电路上设有可选择性与测温模块16电连接的测温模块供电开关18，测温模块供电开关18设于连杆上，该测温模块供电开关18包括桶状外壳3，桶状外壳3顶口处设有绝缘套2，绝缘套2中设有静电极1，桶状外壳3内底部设有石蜡胶囊6，石蜡胶囊6顶部设有与静电极1间隔对应设置的动电极5，动电极5与绝缘套2内壁之间设有弹簧4，静电极1、动电极5分别与测温模块16或电源17电连接，参见图3，电源17的负极与测温模块16电连接，动电极5与电源17的正极电连接，静电极1与测温模块16电连接。石蜡胶囊6的工作原理为公知技术，测温模块供电开关18的工作过程是：将测温模块16、测温模块供电开关18及电源17装在发动机的连杆上，发动机未工作时，动电极5在弹簧4的作用下与静电极1脱开，可充电电源不放电。当发动机开始工作后，发动机腔内温度升高，其中石蜡胶囊6也开始升温，石蜡胶囊开始融化，体积膨胀，推动动电极5向上运动，从而使得动电极5与静电极1相接，从而可充电电源向测试模块供电，测温模块16开始工作，并向发动机试验仪器传递数据。当试验结束后，发动机停止工作，发动机内部活塞连杆温度逐步降低，石蜡胶囊6的温度也同步逐步降温，石蜡体积缩小，在弹簧4的作用下，动电极5向下运动，从而使得电源供电回路断开，电源电池停止放电。再次进行温度测量试验时，重复上面提到的动作，可充电电源再次供电。石蜡胶囊6内部随温度变化的位移可根据发动机的不同要求进行设计，从而需要保证需要工作时，负极接触器可以高效可靠的接触。比如可以设定当温度达到95摄氏度时，石蜡胶囊6膨胀达到使负极接触器工作的位置，使系统工作；也可以设定为100摄氏度进入工作状态。

连杆上还设有为电源17充电的充电机构19，该充电机构19包括发电线圈绕体11，发电线圈绕体11呈封闭的筒状，其上下两端设有封闭端盖10，发电线圈绕体11内腔中设有与其内腔形状相适应的、可上下滑动的磁芯9，发电线圈绕体11外周设有发电线圈8，发电线圈8与电源17正负极之间的连接电路上设有自动转换开关。该自动转换开关包括可固定在连杆上的固定板15，固定板15中间两侧设有相对外伸的销轴14，销轴14为绝缘体，销轴14上转动连接有导电连杆12，导电连杆12通过轴承13安装在销轴14上，导电连杆12两端分别设有动触点；固定板15高度两端设有支架7，支架7为绝缘体，每一支架7两端朝向固定板15高度中间方向弯折，弯折部与固定板15平行设置，支架7的端部设有与动触点对应设置的静触点，四个静触点两两上下相间对应设置。静触点可选择性与对应设置的动触点电连接，位于相对上端的两静触点在发电线圈8与电源17正负极之间的其中一支连接电路上，位于相对下端的两静触点在发电线圈8与电源17正负极之间的另一支连接电路上。参见图3、图4，本实用新型具有四个静触点，分别标记为j1、j2、j3、j4，静触点（j1、j2）位于固定板15一侧且上下相间对应设置，静触点（j3、j4）位于固定板15另一侧且上下相间对应设置；每一导电连杆12两端分别设有动触点，分别标记为A1、A2、B1、B2，其中动触点（A1、A2）为一组，动触点（B1、B2）为另一组，分别通过导电连杆12连接；四个动触点质量不同，其中动触点A2的质量等于动触点B2的质量；动触点A1的质量等于动触点B1的质量，且动触点（A2、B2）的质量远大于动触点（A1、B1）的质量。静触点j1通过导线与电源17的正极连接，静触点j2通过导线与电源17的负极连接，静触点j4通过导线与发电线圈8的正极连接，静触点j3通过导线与发电线圈8的负极连接。固定板15以及发电线圈绕体11或发电线圈8可以以任意公知的方式固定在连杆上。

参见图5，前述的静触点包括桶状触点外壳24，桶状触点外壳24顶部设有盖板21，桶状触点外壳24内腔中设有复位弹簧23、绝缘芯轴22，绝缘芯轴22截面呈T型状，绝缘芯轴22与桶状触点外壳24内壁及盖板21液密封滑动配合，盖板21上设有供绝缘芯轴22端头伸出的孔，绝缘芯轴22与盖板21在桶状触点外壳24内腔中形成压力油腔体26，复位弹簧23位于绝缘芯轴22与桶状触点外壳24底壁之间；靠近盖板21处的压力油腔体26侧壁上设有进出油口28，连杆上设有引出压力油道液压油的连接接头20，通过连接接头20可以将连杆中通往活塞的润滑油道25中的润滑油引出，连接接头20与进出油口28之间通过油管27连通，桶状触点外壳24可以以任意公知的方式固定在连杆上。该静触点工作原理是：通过油管27使压力油腔体26与发动机润滑油路相通，当发动机工作时，发动机润滑油路中润滑油开始建立一定的压力，压力油冲入压力油腔体26，绝缘芯轴22在压力油的作用下，克服复位弹簧23的阻力向下（或向上）移动，绝缘芯轴22外端面低于盖板21的外端面，绝缘芯轴22与动触点断开接触，动触点与盖板21外端面接触，动触点通过导线与发电线圈8或电源17电连接；当发动机停止工作时，润滑油压力为0，绝缘芯轴22在复位弹簧23的作用下向上（或向下）移动，使得压力油腔体26的油回流到发动机润滑油路中，绝缘芯轴22外端面伸出盖板21的外端面，动触点与绝缘芯轴22的外端面接触，不再与盖板21接触，动触点与发电线圈8或电源17之间的电路断开。

本实用新型的工作原理：当活塞连杆在缸套内上下往复运动，根据活塞及连杆的运动状态变化，活塞连杆的运动状态可以分为如下八个阶段：从最下端开始上行时，第一阶段开始时，活塞及连杆4上行速度V=0；加速度a>0向上开始加速，速度逐步增加V>0，加速度a>0但逐步减小；第二阶段直到某一时刻，活塞连杆速度V达到最大，此时加速度a=0；第三阶段接下来加速度向下a<0，活塞连杆速度V>0，但开始减少，第四阶段活塞上行到最顶点，此时活塞连杆速度V=0;加速度a<0。接下来活塞连杆开始从上端开始下行，第五阶段开始时活塞及连杆下行速度V=0，加速度a<0，向下开始加速运行，速度向下逐步增加V<0，但加速度a<0，但逐步增加；第六阶段直到某一时刻，活塞连杆速度V达到负值的最大，此时加速度a=0；第七阶段接下来加速度向上a>0，活塞连杆速度V<0，速度向下，但速度开始减少，第八阶段活塞下行到最底点，此时活塞连杆速度V=0，加速度a>0。

当连杆从最下端开始上行时，第一阶段开始，活塞及连杆上行速度V=0；加速度a>0向上开始加速，速度逐步增加V>0，加速度a>0但逐步减小；线圈内组内部的磁芯9保持在线圈组的下部，磁芯9相对发电线圈8无相对运动，发电线圈8的两端无电动势产生；在自动转换开关内部，因为开关组加速度a>0，另外动触点（A2、B2）量较大，其惯量较大，自动转换开关加速上行时，动触点（A2、B2）由于质量较大，位置保持在下端，由此在第一阶段动触点B2与静触点J2连接；动触点A2与静触点J3连接。

第二阶段，直到某一时刻，活塞连杆速度V达到最大，此时加速度a=0；此阶段，四个移动触点保持与第一阶段不变，动触点B2与静触点J2连接；动触点A2与静触点J3连接；此时磁芯9位置相对发电线圈8位置不变，发电线圈8无电动势，充电回路中无电流。

第三阶段，接下来加速度向下a<0，活塞连杆继续上行，速度V>0，但开始减少，此阶段，动触点（A2、B2）由于质量较大，其惯量较大，自动转换开关与连杆等同运动状态，自动转换开关加速<0，V>0，继续上行，磁芯9保持上一时刻运动状态，磁芯9相对发电线圈8上行，线圈组切割磁力线，线圈组产生电动势，动触点（A2、B2）、动触点（A1、B1）保持上一时刻运动状态，但由于动触点（A2、B2）质量分别大于动触点（A1、B1），由此动触点（A2、B2）惯性分别大于动触点（A1、B1），动触点（A2、B2）上行分别与静触点J1和静触点J4接触，同步动触点（A1、B1）下行分别与静触点J2和静触点J3接触，在线圈回路中产生电流，向电源17充电。

第四阶段，活塞上行到最顶点，此时活塞连杆速度V=0，加速度a<0。磁芯9保持在发电线圈8的上端，磁芯9与发电线圈组8无相对运动，动触点（A2、B2）分别保持与静触点J1和静触点J4接触，动触点（A1、B1）分别保持与静触点J2和静触点J3接触，线圈无电动势，充电回路中无电流。

接下来活塞连杆开始从上端开始下行，第五阶段开始时，活塞及连杆下行速度V=0，加速度a<0，向下开始加速运行，速度向下逐步增加V<0，但加速度a<0，但逐步增加，当a<-9.8m/s²时，磁芯9与发电线圈8无相对运动，动触点（A2、B2）分别保持与静触点 J1和静触点J4接触，动触点（A1、B1）分别保持与静触点J2和静触点J3接触，线圈无电动势，充电回路中无电流。

当-9.8m/s²<a<0，发电线圈8内部的磁芯9相对发电线圈8向下运行，线圈组切割磁力线，线圈组产生电动势，动触点（A2、B2）、动触点（A1、B1）保持上一时刻运动状态，但由于动触点（A2、B2）质量分别大于动触点（A1、B1），由此动触点（A2、B2）惯性分别大于动触点（A1、B1），动触点（A2、B2）下行分别与静触点 J2和静触点J3接触，同步动触点（A1、B1）上行分别与静触点J1和静触点J4接触，在线圈回路中产生电流，向电源17充电。

第六阶段，直到某一时刻，活塞连杆速度V达到负值的最大，此时加速度a=0；动触点（A2、B2）分别保持与静触点 J2和静触点J3接触，动触点（A1、B1）分别保持与静触点J1和静触点J4接触，磁芯9相对于发电线圈8无相对运动，线圈无电动势，充电回路中无电流。

第七阶段，接下来加速度向上a>0，活塞连杆速度V<0，速度向下，因a>0，速度开始减少，动触点（A2、B2）分别保持与静触点J2和静触点J3接触，动触点（A1、B1）分别保持与静触点J1和静触点J4接触，磁芯9相对于发电线圈8无相对运动，线圈无电动势，充电回路中无电流。

第八阶段，活塞下行到最底点，此时活塞连杆速度V=0，加速度a>0，此时磁芯9相对于发电线圈9位于底端，无相对运动，发电线圈8无电动势产生，动触点（A2、B2）分别保持与静触点J2和静触点J3接触，动触点（A1、B1）分别保持与静触点J1和静触点J4接触，在线圈回路中无电流。

本实用新型由于为测温模块供电的电源为可充电电源，电源与测温模块之间的电路上设有可选择性与测温模块电连接的测温模块供电开关，测温模块供电开关设于连杆上，连杆上设有为电源充电的充电机构。通过为电源充电的充电机构及测温模块供电开关，控制上电时间，实现电源电池在需要进入测量状态时，电源电池开始上电，测温模块开始工作，保证具有充足的活塞测温时间，当发动机停止时，电源电池不向外供电，测温停止，实现了测试期间电源电池的动态充电，延长电源电池的工作时间。

Claims (7)

1.一种活塞测温机构，包括设置于连杆上用于检测活塞温度的测温模块（16）、为测温模块（16）供电的电源（17），其特征是所述电源（17）为可充电电源，所述电源（17）与测温模块（16）之间的电路上设有可选择性与所述测温模块（16）电连接的测温模块供电开关（18），测温模块供电开关（18）设于连杆上，连杆上设有为所述电源（17）充电的充电机构（19）。

2.根据权利要求1所述的活塞测温机构，其特征是所述测温模块供电开关（18）包括桶状外壳（3），所述桶状外壳（3）顶口处设有绝缘套（2），绝缘套（2）中设有静电极（1）；所述桶状外壳（3）内底部设有石蜡胶囊（6），石蜡胶囊（6）顶部设有与所述静电极（1）间隔对应设置的动电极（5），动电极（5）与绝缘套（2）内壁之间设有弹簧（4），所述静电极（1）、动电极（5）分别与测温模块（16）或电源（17）电连接。

3.根据权利要求1所述的活塞测温机构，其特征是所述充电机构（19）包括发电线圈绕体（11），所述发电线圈绕体（11）呈封闭的筒状，发电线圈绕体（11）内腔中设有与其内腔形状相适应的、可上下滑动的磁芯（9），发电线圈绕体（11）外周设有发电线圈（8），发电线圈（8）与电源（17）正负极之间的连接电路上设有自动转换开关。

4.根据权利要求3所述的活塞测温机构，其特征是所述自动转换开关包括可固定在连杆上的固定板（15），固定板（15）中间两侧设有相对外伸的销轴（14），所述销轴（14）为绝缘体，销轴（14）上转动连接有导电连杆（12），导电连杆（12）两端分别设有动触点；所述固定板（15）高度两端设有支架（7），所述支架（7）为绝缘体，每一支架（7）两端朝向固定板（15）高度中间方向弯折，所述支架（7）的端部设有与所述动触点对应设置的静触点，所述静触点可选择性与所述对应设置的动触点电连接，位于相对上端的两静触点在发电线圈（8）与电源（17）正负极之间的其中一支连接电路上，位于相对下端的两静触点在发电线圈（8）与电源（17）正负极之间的另一支连接电路上。

5.根据权利要求4所述的活塞测温机构，其特征是所述静触点包括桶状触点外壳（24），桶状触点外壳（24）顶部设有盖板（21），所述桶状触点外壳（24）内腔中设有复位弹簧（23）、绝缘芯轴（22），绝缘芯轴（22）截面呈T型状，绝缘芯轴（22）与桶状触点外壳（24）内壁及盖板（21）液密封滑动配合，绝缘芯轴（22）与盖板（21）在桶状触点外壳（24）内腔中形成压力油腔体（26），所述复位弹簧（23）位于绝缘芯轴（22）与桶状触点外壳（24）底壁之间；靠近盖板（21）处的压力油腔体（26）侧壁上设有进出油口（28），连杆上设有引出压力油道液压油的连接接头（20），连接接头（20）与进出油口（28）之间通过油管（27）连通。

6.根据权利要求4所述的活塞测温机构，其特征是所述导电连杆（12）通过轴承（13）安装在销轴（14）上。

7.根据权利要求4所述的活塞测温机构，其特征是所述导电连杆（12）两端的动触点的质量不同。

Images