在當(dāng)今的賽車道上，發(fā)動機預(yù)熱系統(tǒng)成為越來越寶貴的資產(chǎn)，甚至是一項競爭優(yōu)勢。許多職業(yè)賽車手都認(rèn)識到這項技術(shù)的價值，因為它有助于防止發(fā)動機磨損、避免在跑道上性能低下，甚至可避免直接經(jīng)濟損失。

Hot Products Engineering，是一家美國預(yù)熱發(fā)動機制造商。今天小菲就來說下，他們是如何利用FLIR高性能紅外熱像儀拍攝熱圖像，展示其發(fā)動機預(yù)熱產(chǎn)品的價值。

預(yù)熱發(fā)動機

預(yù)熱發(fā)動機是每位賽車手上賽道之前必須執(zhí)行的步驟之一。后來，由于許多賽車規(guī)則（小型賽車、短程高速賽車等），這項步驟僅意味著啟動引擎并加速發(fā)動機。然而，即便沒有噪音、危險和發(fā)臭等問題，冷啟動賽車發(fā)動機也常常是一種糟糕的選擇。因為冷啟動涉及金屬間摩擦、不完全燃燒和使用昂貴的賽車燃油來預(yù)熱發(fā)動機。

預(yù)熱發(fā)動機是每位賽車手上賽道前必須完成的步驟

對于這個問題，普遍接受的解決方案是使用發(fā)動機預(yù)熱系統(tǒng)，這種方法是利用小巧又安靜的發(fā)生器產(chǎn)生的廉價無鉛汽油平穩(wěn)升溫并維持恰好的溫度。Pete Davis（擁有美國國家實驗室30余年的精密工程經(jīng)驗）創(chuàng)立了Hot Products Engineering Inc.，開始設(shè)計并為賽車比賽供應(yīng)預(yù)熱產(chǎn)品。如今，他的各系列Hot Head發(fā)動機加熱器為世界各地的賽車隊所采用。為了更好地展示發(fā)動機加熱器的功效，他們使用FLIR高性能紅外熱像儀進(jìn)行拍攝記錄。

發(fā)動機預(yù)熱器的優(yōu)勢

賽車發(fā)動機只有在特定溫度下才會達(dá)到峰值功率。發(fā)動機預(yù)熱器將確保發(fā)動機總是維持在那一溫度的極窄范圍內(nèi)，以便發(fā)動機從一開始就能達(dá)到峰值功率，這一理想溫度從很大程度上取決于賽車類型。發(fā)動機溫度非常影響賽車性能，比如發(fā)動機加熱不足會造成與低溫有關(guān)的發(fā)動機故障，甚至導(dǎo)致賽車手無法完成比賽。此外，冷啟動會引起發(fā)動機嚴(yán)重磨損，而預(yù)熱能減少發(fā)動機磨損，直接為賽車隊節(jié)省昂貴的重新組裝費用，還能完全消除代價高昂的冷態(tài)活塞卡住的風(fēng)險。

發(fā)動機加熱器的運行狀況

在沿短程高速賽車跑道的實驗裝置中，F(xiàn)LIR高性能紅外熱像儀用于捕獲Hot Head DragPro競賽上的發(fā)動機加熱器。FLIR高性能紅外熱像儀生成的熱圖像清晰地顯示了溫度如何平穩(wěn)上升并準(zhǔn)確維持在57℃和99℃之間。得益于多年在國家實驗室工作的背景和積累的經(jīng)驗，Hot Products Engineering的創(chuàng)始人Pete Davis對熱成像的強大功能再熟悉不過：“我以前曾在研究與開發(fā)環(huán)境中使用紅外熱像儀研究熱圖像，因此我知道熱像儀能觀測到肉眼不可見的東西?！?/p>

FLIR高性能紅外熱像儀生成的熱圖像清晰地顯示了溫度如何平穩(wěn)上升并準(zhǔn)確維持在57℃和99℃之間

因此，當(dāng)Pete Davis創(chuàng)辦一家專門制造發(fā)動機預(yù)熱系統(tǒng)公司時，他清楚熱成像能夠向職業(yè)賽車手展示預(yù)熱系統(tǒng)的價值。Pete Davis繼續(xù)道：“我們正不斷開拓發(fā)動機預(yù)熱系統(tǒng)的新市場，因此我們需要盡力讓客戶了解我們產(chǎn)品的價值。熱成像在這方面很有幫助，我們十分依賴采用FLIR高性能紅外熱像儀捕獲的熱圖像。以往我們不能很好地展示產(chǎn)品功效的可視內(nèi)部信息，直到我們采用了FLIR高性能紅外熱像儀。此外，F(xiàn)LIR熱像儀拍攝的熱圖像有助于我們樹立科技公司的形象。”

發(fā)動機預(yù)熱的原理：線性熱膨脹

我們需要預(yù)熱發(fā)動機的一切原因都可用線性熱膨脹的概念來解釋。發(fā)動機是由數(shù)種不同的材料制成，比如活塞由某種類型的鋁合金制成，汽缸由另一種鋁合金制成，活塞環(huán)由鑄鐵或鋼制成，氣門由鋼、不銹鋼或鈦制成，導(dǎo)架由另一種材料制成。一旦發(fā)動機啟動，這些部件來回滑動時，會因摩擦和燃油燃燒而生熱。沒有一種材料是完全一樣的，因此它們在受熱或冷卻時以不同的速率膨脹或收縮。

預(yù)熱器加熱600cc賽車發(fā)動機的熱圖像

這種材料和溫度變化之間的相互關(guān)系是可以預(yù)測的且呈線性。當(dāng)冷的發(fā)動機剛開始啟動時，活塞先升溫和膨脹。熱量從活塞傳遞到活塞環(huán)，然后傳遞到汽缸壁。如果加速發(fā)動機，產(chǎn)生多個燃燒循環(huán)，過早增加摩擦頻率，活塞膨脹的速度比汽缸要快得多。如果活塞和汽缸之間空間不足以容納膨脹，發(fā)動機將受損，稱之為“冷咬死”。在開始駕駛前預(yù)熱發(fā)動機能夠讓發(fā)動機中的部件慢慢膨脹并保持穩(wěn)定。一旦發(fā)動機變熱，發(fā)動機部件尺寸的變化就不那么劇烈，損壞發(fā)動機的風(fēng)險要小很多。

FLIR高性能紅外熱像儀

FLIR高性能紅外熱像儀能提供高速、高分辨率的熱成像，易于使用且配置靈活，可以無損測試（NDT）、應(yīng)力制圖，能分辨小至1mK的溫差。其還具有捕獲溫度快速變化和測得運動目標(biāo)精確溫度讀數(shù)所需的靈敏度、空間分辨率、幀速和積分時間的功能。FLIR高性能紅外熱像儀還能夠通過目標(biāo)激發(fā)并觀察目標(biāo)面上的熱力差異來檢測內(nèi)部缺陷?？傊?，F(xiàn)LIR高性能紅外熱像儀可執(zhí)行各種高級檢測工作。

原文標(biāo)題：卓越黑科技！FLIR高性能紅外熱像儀進(jìn)軍賽車領(lǐng)域

文章出處：【微信公眾號：菲力爾】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。