2013年第4期测试技术
国外内燃机
利用遥测仪测量活塞运动
岩出纯小井良治鈴木弘
端田隆
高橘正德
【（日】
53
摘要：开发出一种利用新型数字遍测仪测量发动机运行时活塞运动的方法，能够确保较高的测量精度。逸测仪内有1个原始信号处理回路和1个自发电电机。整个遥测仪具有结构紧凌、质量轻的特点，能将测量活动对活塞的影响降至最小。利用遍测仪对活塞的二阶运动进行了测量，阐明了活塞重心位置、曲轴箱压力，以及添加到气缸的润滑油量等因素对活塞运动的影响。
关键词：发动机零部件测量
遥测仪活塞二阶运动
0前言
为应对近年来出现的环境间题，降低发动机燃油耗的呼声越来越强烈。在发动机总机械摩擦中，活塞机构的摩擦约占50%，研究人员正试图通过缩短活塞裙部和降低活塞环张力等方法降低活塞机构的摩擦。但是，这两种方法可能会导致活塞摆动及活塞环上下振动等异常运动，可能会因此而产生振动噪声、窜气等，并使润滑油消耗增加。所以，在发动机开发过程中，要保证高性能和高可靠性，就必须全面掌握发动机实际运行时的活塞运动状态。
以往，在测量活塞运动时，通常采用有线方式，利用连杆导出安装在活塞上的位移传感器信号2 但在连杆惯性力的作用下，这种测量方式可能会对活塞运动产生影响。
现开发出一种应用独立信号处理回路和自发电电机的无线测量装置（即遥测仪)3，该装置具有体积小、质量轻的特点。该遥测仪可适用于测量活塞运动，而且可以在几乎不影响活塞运动的情况下进行分析和测量。
简要介绍了上述活塞运动测量装置的结构及其应用实例。利用该技术，实测了活塞重心位置、曲轴箱压力及供给气缸的润滑油量对活塞运动的影响。
1活塞运动测量装置
为了高精度地测量发动机运行时的活塞运动，开发出了应用遥测仪的活塞运动测量装置（图1）。
在活塞裙部埋人4个电涡流式间隙传感器，测量
活塞与缸孔内壁之间的间隙。利用安装在连杆侧面的新颖、轻巧的遥测仪无线传递传感器信号。传感器
的配线通过活塞销与遥测仪模块相连接。万方数据
电脑
接收器单元
遥测仪模块接收天线继电器盒
线圈单元
间传感器
U 磁铁
自发电电机
模报数据(16ch)
断辅转角检测器
图1测量系统
通过安装在曲轴箱中的信号接收天线接收测量
数据，并利用信号接收装置，对这些数据与曲轴转角、模拟数据一起实施同步处理。
采用上述测量装置，可以测量发动机运行时的
活塞运动，包括绕活塞销的倾斜角，以及推力方向的平行位移距离。
1.1活塞运动的计算方法
图2是安装了传感器的活塞寒。在活塞裙部埋入
4个间隙传感器模块（与温度补偿传感器集成在一起），根据测得的传感器与缸孔内壁之间的间隙值计算出活塞倾斜角和平移距离（图3)。
间限传感器模块
C
金电阻
温度检测器一饲隙传感器
图2传感器布置
活塞倾斜角6是相对于缸孔中心轴的活塞绕活塞销的倾斜角度，可用式(1)计算。平移距离x 是相对于缸孔中心的活塞中心向推力方向的偏移