对于高速往复运动的活塞顶面瞬态温度测试中最大的难度在于温度数据如何传输至缸外。本文设计的基于Zigbee无线通信技术的瞬态温度采集系统能够较好的解决这一问题。本文借鉴先前比较成功的蓝牙遥测方式,红外遥测方式以及储测方式的经验,分析三种测试手段的优缺点,最终确定Zigbee作为测试方案的无线通信方式。该方案中热电偶信号经冷端补偿电路和信号调理电路处理后,由单片机内置高速AD转换器转换成数字信号后保存至F-RAM存储器中,然后通过Zigbee无线发射模块将温度数据以数据包的形式发送至缸外。通过对硬件电路与软件策略的优化使采样频率提高至98kHz。自定义了上下位机之间的通信协议实现了两者之间的双向通信,实现对采集系统的工作状态的实时监测与控制。此外新系统在工作稳定性与可靠性、微功耗方面等都有所改进。所设计的系统在云内4100QB-2柴油机上进行了实机试验验证。实验结果表明在相同扭矩下,随着转速的提升,燃烧持续期内的温度波动幅值会呈现下降趋势;在相同转速下,随着扭矩的提升,燃烧持续期外的平均温度以及持续期内的温度波动幅值都会增加。此结果与国外用四连杆引线机构所测的活塞顶面瞬态温度变化规律及理论分析吻合,验证了该系统具有较好的可靠性与较高的测试精度。同时论文中也对试验过程中暴露的问题进行分析,并提出了改进的意见。