随着科学技术的不断发展和人民生活水平的日益提高,对各类机械所使用的柴油发动机提出了更高的要求,因此各国的发动机制造商开始设计生产高功率轻量化的柴油发动机。而柴油发动机活塞在工作中一直承受着高温高压燃气的冲刷和具有高速往复运动的特点,很容易造成活塞的损坏断裂,所以对活塞工作时的热负荷研究有着至关重要的意义。目前活塞测温的方法无法实现柴油机工况条件下活塞温度实时快速准确的测量。所以本文针对这一技术难点做了如下的工作:研究了热的传递方式、热分析的有限元法和热分析的边界条件。利用Creo Parametric软件建立了活塞的三维实体模型,将其导入到ABQUS软件中进行网格划分。根据经验公式计算了第三类边界条件的换热系数,在有限元分析软件中设置相应的参数得到活塞稳态温度场的分布云图。研制了一种可用于柴油机活塞表面温度实时快速测量的薄膜传感器。通过对薄膜传感器进行特性标定结果表明:传感器的塞贝克系数为41.1μV/℃,与标准的K型丝式热电偶传感器相近,传感器的响应时间为36.7μs,证明所研制的薄膜传感器响应迅速。对MAX31855温度转换和冷端补偿原理进行了分析,设计了 ZigBee核心模块、数据采集器模块和协调器模块的硬件电路,对电路板进行布线及电子元件的添加焊接完成封装。基于客户端-服务器架构,在微软Visual Studio软件开发平台使用C#语言设计了柴油机活塞无线温度测试的监测系统软件。对所研制的薄膜传感器和无线测温系统进行性能测试,采用模拟信号发生器发送不同波形的电压信号,通过对实验结果的处理分析,发现无线测温系统可以实时准确地复现发射源发送的电压信号,并具有良好的稳定性和可靠性。采用高温加热炉作为系统测试的热源,其热源的温度设置范围为100℃～400℃,由实验结果可知薄膜传感器能迅速响应温度的变化并将产生的电压信号实时准确地发送给无线测温系统。