發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱問題一直是業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱點(diǎn)之一,但當(dāng)引線實(shí)時(shí)測試難于進(jìn)行時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)溫度熱特性分析往往束手無策。為此,以柴油機(jī)缸套熱特性分析為切入點(diǎn),基于STM32單片機(jī),研發(fā)一套發(fā)動(dòng)機(jī)缸套溫度無線測試系統(tǒng),并進(jìn)行相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)與驗(yàn)證。該無線溫度測試系統(tǒng)具有采樣頻率和精度高、無線傳輸穩(wěn)定等特點(diǎn),同時(shí)具備有（引）線、無線傳輸和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)三種功能,并可作為終端具有實(shí)時(shí)顯示功能。臺(tái)架測試結(jié)果表明,實(shí)測值與仿真計(jì)算值吻合較好,各工況下誤差均小于5%。 

【文章來源】：湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018,33(05)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖１無線溫度測試系統(tǒng)功能框圖其具體工作功能如下：

源３．３Ｖ和０ＶＶＤＤＡ、ＶＳＳＡ電源模擬電源模擬電源３．３Ｖ和０Ｖ２．２放大電路由于熱電偶的熱電動(dòng)勢在０～３０ｍＶ之間，必須經(jīng)過模擬放大電路進(jìn)行放大之后，再由單片機(jī)的ＡＤＣ外設(shè)采集，才能輸出精度較高的溫度數(shù)據(jù)。本文選用了ＡＤ８４９５作為熱電偶熱電信號(hào)的放大芯片。ＡＤ８４９５是亞諾德公司（ＡＮＡＬＯＧ）推出的一款精密模擬放大芯片，專門用于熱電偶的信號(hào)放大，且其芯片內(nèi)部自帶有冷端補(bǔ)償結(jié)，內(nèi)部放大增益為１２２．４。圖２中，ＴＣ＿０－和ＴＣ＿０＋分別連接熱電偶的正負(fù)極，ＴＣ＿０連接ＳＴＭ３２單片機(jī)的ＡＤＣ采集通道。Ａ５Ｖ為模擬電路的５Ｖ供電正極電源，ＡＧＮＤ為模擬地。由于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上環(huán)境復(fù)雜，電噪聲大，而熱電圖２模擬放大電路原理圖偶這樣的模擬信號(hào)在傳輸過程中十分容易引入干擾信號(hào)，所以在ＡＤ８４９５放大電路的前端加入了一個(gè)簡單的低通濾波器。其截止頻率ｆＤＩＦＦ＝１２πＲ（２ＣＤ＋ＣＣ）８５湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)２０１８年第５期

圖３簡單的低通濾波器ｆＣＭ＝１２πＲＣＣ其中，ＣＤ≥１０ＣＣ。ＡＤ８４９５對熱電偶熱電動(dòng)勢放大后的輸出ＶＯＵＴ＝（ＴＭＪ×５ｍＶ／℃）＋ＶＲＥＦ式中：ＴＭＪ為熱電偶測量結(jié)的溫度；ＶＲＥＦ為參考電壓，且ＶＲＥＦ＝０Ｖ。ＶＯＵＴ電壓由單片機(jī)ＡＤＣ采集輸出，所以其測量點(diǎn)溫度ＴＭＪ＝（ＶＯＵＴ－ＶＲＥＦ）／（５ｍＶ／℃）２．３２．４Ｇ無線模塊無線傳輸選擇了ＮＲＦ２４Ｌ０１２．４Ｇ模塊。無線測試板上的ＮＲＦ２４Ｌ０１無線模塊接口電路如圖４所示。圖４無線模塊接口電路圖ＮＲＦ２４Ｌ０１無線模塊和ＦＬＡＳＨ存儲(chǔ)模塊一樣都是通過ＳＰＩ協(xié)議與ＳＴＭ３２單片機(jī)進(jìn)行通信，ＦＬＡＳＨ存儲(chǔ)模塊占用了ＳＴＭ３２的ＳＰＩ１外設(shè)，無線模塊占用了ＳＴＭ３２的ＳＰＩ２外設(shè)。打樣完成的無線溫度測試印刷電路板如圖５所示。圖５無線溫度測試印刷電路板３發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)３．１臺(tái)架搭建以ＺＳ１１００單缸臥式柴油機(jī)為對象搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)架。為考察氣缸套軸向與周向溫度分布，需要在柴油機(jī)的臥式自然冷卻缸套上布置多個(gè)熱電偶測量點(diǎn)�？紤]到缸套在活塞上止點(diǎn)處的溫度及熱應(yīng)力最大，缸套在活塞下止點(diǎn)處的溫度及熱應(yīng)力、與上止點(diǎn)比相對較小，此２處的溫度最具有代表性，更能反映出缸套溫度場分布。因此，測點(diǎn)軸向布置時(shí)選擇３層進(jìn)行測試，第１層測試點(diǎn)選取離缸套在活塞上止點(diǎn)最近且不影響缸套與水箱之間密封性位置；第３層測試點(diǎn)選取缸套在活塞下止點(diǎn)位置，第

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于FEM及KIVA的內(nèi)燃機(jī)耦合部件傳熱建模[J]. 董哲林,陳國華,蔣炎坤,王春發(fā).  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(09)
[2]柴油機(jī)氣缸蓋與氣缸套溫度場測試系統(tǒng)[J]. 張瑜,裴東興,祖靜.  車用發(fā)動(dòng)機(jī). 2011(04)
[3]溫度測量技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展概述[J]. 楊永軍.  計(jì)測技術(shù). 2009(04)
[4]風(fēng)冷汽油機(jī)缸蓋及活塞不穩(wěn)定傳熱研究的對比[J]. 蔣炎坤,劉志恩,彭智峰,陳國華.  車用發(fā)動(dòng)機(jī). 2004(03)
[5]柴油機(jī)活塞溫度遙測[J]. 程懷詩,方裕國,黃錕劍.  拖拉機(jī). 1980(02)
[6]活塞的溫度測量——內(nèi)燃機(jī)熱負(fù)荷的試驗(yàn)研究之一[J]. 楊大發(fā),王纘先,肖永寧,高桐生,潘克煜.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 1965(03)

碩士論文
[1]基于單片機(jī)的存儲(chǔ)式活塞溫度測量系統(tǒng)研究[D]. 李桂全.華中科技大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3472125