石敬南，王代华，张 强，赵庆岚

(1.中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原 030051；2.内燃机可靠性国家重点实验室，山东 潍坊 261000；3.潍柴动力股份有限公司，山东 潍坊 261000；4.陆军装备部驻北京地区军事代表局，北京 100000)

0 引言

活塞作为发动机最关键的零部件之一，工作环境十分恶劣[1]。发动机燃烧室内部燃气瞬时温度可达2 000 K[2]，活塞在气缸中往复运动的同时，会直接接触高温燃气，受热严重，而密闭的燃烧室又不利于散热[3]，高温在活塞内部产生的热变形和热应力会使活塞强度降低，最终造成发动机拉缸[4]。研究表明，局部温度过高，温度分布不均导致活塞内应力增大、活塞变形是活塞失效的主要原因[5]。因此对发动机活塞温度进行测试，获取温度随时间变化曲线，进而为分析活塞温度场分布规律提供实测数据，对发动机设计和改良具有重要意义。

传统的活塞测温方法有硬度塞法、易熔合金法、残余硬度法等[6]，因测量精度不高，实测过程中大都作为参考方法使用。引线法精度较高，但在活塞往复运动过程中，引线因反复拉伸很容易折断[7]。针对发动机活塞温度测试以上问题，本文将存储测试方法与无线通信技术相结合，设计了一种具有无线通信功能的发动机活塞温度测试系统，将测试装置做散热隔热处理后嵌入发动机内部实时采集活塞测点温度值。

1 系统结构及原理

系统由测试仪和上位机两部分构成，总体框图如图1所示。测试仪主要由电源管理模块、信号调理模块、采集存储模块和无线通信模块构成，上位机部分由上位机软件和ZigBee协调器模块构成。……