一种汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法，包括：建立气门油封有限元模型；施加边界条件，并提交有限元计算，得到气门油封接触分析结果；根据气门油封接触分析结果，确定气门油封的初始唇口型线H

【技术实现步骤摘要】
一种汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法
本专利技术属于汽车发动机开发
，具体涉及一种汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法。
技术介绍
汽车发动机的气门油封密封与烧机油、导管磨损问题相关，密封设计是否合理对发动机可靠性、排放影响极大。一方面，如果气门油封机油泄漏量太大容易导致发动机烧机油、积炭、加剧气门与活塞的磨损；另一方面，如果机油泄漏量太小又容易导致气门与导管之间出现干摩擦，导致气门导管磨损，出现缸压降低，性能衰减。按照气门油封与气门杆之间的运动状态，气门油封密封设计也分为两种类型。一是静密封设计，计算气门油封与气门杆间接触状态，评估接触应力、接触宽度等指标，通常采用有限单元法；二是动密封设计，计算气门油封与气门杆间润滑状态，评估油膜厚度、机油泄漏量等指标。机油泄漏量基本原理为在气门杆与油封处于相对运动状态下，接触界面在弹性流体动压润滑(Elasto-Hydro-dynamic,EHD)作用下将出现油膜层，当气门杆向下运动时气门油封布油，气门杆向上运动时气门油封刮油，两者油膜厚度的差值决定了气门油封机油泄漏量。目前，气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法，其特征在于，包括：/n第一步、建立气门油封有限元模型；/n第二步、施加边界条件，并提交有限元计算，得到气门油封接触分析结果；/n第三步、根据气门油封接触分析结果，确定气门油封的初始唇口型线H

【技术特征摘要】
1.一种汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法，其特征在于，包括：
第一步、建立气门油封有限元模型；
第二步、施加边界条件，并提交有限元计算，得到气门油封接触分析结果；
第三步、根据气门油封接触分析结果，确定气门油封的初始唇口型线H1(z)、初始唇口压力曲线以及唇口接触力W；其中，z表示节点坐标；
第四步、输入润滑计算的基本参数，该基本参数包括初始机油粘度、初始机油密度、橡胶弹性模量、橡胶泊松比、气门杆弹性模量、气门杆泊松比、气门杆外径D、气门杆速度曲线、凸轮轴转速、最大分析轮次Nh、一个分析轮次内总的离散时间点数Nt、所述初始唇口型线H1(z)、所述初始唇口压力曲线和所述唇口接触力W，其中，Nt为偶数；
第五步、通过三个循环求解气门杆附着油膜厚度计算值Hoil(i)；其中，内层进行空间域的压力迭代循环，得到满足压力收敛准则时一个分析轮次内一个时间点的气门杆附着油膜厚度，中层进行时域循环，得到一个分析轮次内Nt个时间点的气门杆附着油膜厚度，外层进行分析轮次循环，得到满足膜厚收敛准则时一个分析轮次内Nt个时间点的气门杆附着油膜厚度Th(i)，该气门杆附着油膜厚度Th(i)即为所述气门杆附着油膜厚度计算值Hoil(i)；i依次取1至Nt的所有整数，所述满足压力收敛准则是指：迭代前后各节点的油膜压力的相对误差之和小于压力收敛误差限值，所述满足膜厚收敛准则是指：相邻的两个分析轮次的Nt个时间点的气门杆附着油膜厚度的相对误差之和小于膜厚收敛误差限值；
第六步、利用公式：计算气门油封机油泄漏量Q；其中，Hoil(k)表示第k个时间点的气门杆附着油膜厚度计算值、Hoil(Nt-k)表示第Nt-k个时间点的气门杆附着油膜厚度计算值、U(k)表示第k个时间点的气门杆运动速度，max()表示取最大值函数。


2.根据权利要求1所述的汽车发动机的气门油封泄漏量的预测方法，其特征在于：所述第五步中，通过三个循环求解气门杆附着油膜厚度计算值Hoil(i)的具体步骤为：
S1、设置分析轮次nh＝1，设置时间点i＝1，然后执行S2；
S2、设置刚体位移Hj的初始值为H0，并将初始唇口压力曲线上各节点的初始唇口压力作为各节点的油膜压力，然后执行S3；
S3、根据各节点的油膜压力，利用弹性力学中的表面法向分布载荷作用在半无限大平面上引起的表面变形公式，计算唇口的弹性变形V(z)，然后执行S4；
S4、利用公式：H(z)＝Hj+H1(z)+V(z)，计算各节点的油膜厚度H(z)，然后执行S5；
S5、根据初始机油密度、各节点的油膜压力，利用流体力学中的密压方程，计算各节点的机油密度，根据初始机油粘度、各节点的油膜压力，利用流体力学中的粘压方程，计算各节点的机油粘度，然后执行S6；
S6、基于各节点的油膜厚度H(z)、气门杆速度曲线、各节点的机油密度、各节点的机油粘度、橡胶弹性模量、橡胶泊松比、气门杆弹性模量、气门杆泊松比和气门杆外径D，迭代计算各节点的油膜压力，然后执行S7；
S7、判断迭代前后各节点的油膜压力的相对误差之和是否小于压力收敛误差限值，如果是，则执行S9，否则执行S8；
S8、计算载荷不平衡量ΔW，并根据载荷不平衡量ΔW更新刚体位移Hj，具体为：



其中，j表示更新次数，j为整数，且j≥1，ΔW等于所述唇口接触力W减去各节点的油膜压力积分值，ΔH0等于利用Dowson-Higginson线接触弹流膜厚公式计算得到的最小油膜厚度值的5‰，然后返回执行S3；
S9、记录...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨武，曾庆强，沈惠贤，康黎云，余锴，张伟，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50