Měření okamžité teploty pístu

Abstract

Během této výzkuymné práce bylo úspěšně provedeno měření teploty pístu pomocí mikrovlnného telemetrického systému v laboratoři motoru Scania CV AB. V čase zpřísňujících se emisních předpisů a příchodu technologie elektrických vozidel se vědci snaží o vyšší účinnost a výkon z motorů s vnitřním spalováním. Písty jsou srdcem motoru a jsou stále pod vysokým tepelným a mechanickým zatížením. Informace o teplotě pístu jsou důležité při diskusi o přenosu tepla a spalování. Součástí studie jsou krátké diskuse o různých technikách měření teploty pístu a jejich srovnání na různých významných parametrech. Výhody a nevýhody různých měřicích metod jsou detailně uvedeny. Je vysvětlen vliv různých parametrů motoru na teplotu pístu. Studie budoucí možnosti měření teploty povrchu pístu s teplotně citlivými barvami, jejich výhody a nevýhody jsou diskutovány. Důkladná studie různých zařízení pro měření teploty pístů v inventáři společnosti Scania se provádí a porovnává na základě technické specifikace. Byly navrženy podrobné plány měření a byl proveden systém měření teploty pístu na zkušebním motoru s jedním válcem. Je vysvětlen postup pro získání přesných údajů o teplotě pístu. Získané výsledky byly vyhodnoceny tak, aby bylo pochopeno chování pístu při různých podmínkách. Byla dosažena značná shoda mezi teoretických výsledků předpokládaných na základě studie literatury a údajů z měření. Korelace teplot pístů s parametry motoru, jako je zatížení, rychlost, teplota oleje a tlak sání, jsou podrobně popsány. Teploty na povrchu pístu se značně mění v závislosti na podmínkách.

During the course of this research work, piston temperature measurements were successfully conducted using a microwave telemetry system at Scania CV AB engine laboratory. In the age of increasing emission regulations and advent of electric vehicle technology, researchers are striving for better efficiency and power output from the internal combustion engines. Pistons are the heart of engine and are constantly under high thermal and mechanical loads. Information regarding the piston temperature are vital when discussing heat transfer and combustion phenomenon. As part of the study, brief discussions about the various piston temperature measurement techniques and their comparison on various significant parameters are made. Advantages and drawbacks of different measurement methods are listed in detail. Effect of various engine parameters on the piston temperature are explained. Study into the future possibility of piston surface temperature measurement with temperature sensitive paints, their advantages and downsides are discussed. Thorough study of various piston temperature measurement equipment's in Scania's inventory are done and they are compared based on technical specification. Detailed measurement plan was devised and piston temperature measurement system was setup on a single cylinder test engine. Procedure to obtain the accurate piston temperature data is explained. The results obtained were evaluated to understand the piston behaviour towards varying engine conditions. Decent agreement between the hypothesis planned from the literature study and measurement data was obtained. The correlation of piston temperatures with engine parameters like load, speed, oil temperature and intake pressure are described in detail. Fascinating temperature variation over piston surface is explained.