一种内燃机缸孔变形的设计优化方法技术

本发明专利技术公开一种内燃机缸孔变形的设计优化方法，包括以下步骤：S1.内燃机缸体设计；S2.对该缸体模型进行仿真分析；S3.根据合格的理论设计生产样件；S4.测量样件的各项技术指标参数，并对所测数据进行信号频谱分析，提取出缸孔变形中各阶次变形分量大小及相位特点，并与仿真数据分析结果对比。本发明专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法综合了理论设计、设计经验、仿真分析、试验验证、数据处理及分析的先进技术，以提高内燃机缸孔设计精度，缩短设计周期，节约资源，降低开发成本。降低开发成本。降低开发成本。

【技术实现步骤摘要】
一种内燃机缸孔变形的设计优化方法


[0001]本专利技术涉及一种内燃机
，尤其涉及一种内燃机缸孔变形的设计优化方法。

技术介绍

[0002]缸体是发动机重要的零件之一，缸体的缸孔变形破坏了活塞环的密封性能，对发动机的正常工作有很大影响。控制缸孔的变形可以减小配缸间隙，降低活塞敲击气缸的力度，从而降低振动噪声。
[0003]目前内燃机缸孔的设计主要依靠理论与经验相结合的方法，该方法耗时耗力且效果不佳。具体为：根据内燃机功率等参数完成理论设计，并结合相关结构的设计经验对理论结果进行校正；而对内燃机缸孔的强度及刚度则主要依靠经验或参考同类产品的设计，尤其是缸孔变形的数据一般通过样件的反复实验获得的，并在实测中发现问题，从而对结构进行反复修正，直至样件精度达到实际要求。该过程存在设计精度不高，设计周期较长且反复修正，效率不高，耗资较大，严重浪费人力、物力、时间等。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种内燃机缸孔变形的设计优化方法，以提高内燃机缸孔设计效率，压缩开发周期。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种内燃机缸孔变形的设计优化方法，包括以下步骤：
[0007]S1.内燃机缸体设计；
[0008]S2.对该缸体模型进行仿真分析；
[0009]S3.根据合格的理论设计生产样件；
[0010]S4.测量样件的各项技术指标参数，并对所测数据进行信号频谱分析，提取出缸孔变形中各阶次变形分量大小及相位特点，并与仿真数据分析结果对比。
[0011]作为进一步改进，所述S1中，结合现有设计经验根据设计目标进行缸体理论设计，并生产理论设计数学模型。
[0012]作为进一步改进，所述S2中，当分析结果不满足设计要求时，重新对缸体数模进行理论设计；当分析结果满足设计要求时，提取仿真分析结果，并对仿真数据进行非周期性信号频谱分析，进一步查找并分析产生各阶次变形的原因，形成缸孔变形的进一步优化方案及生产样件的加工方案的设计。
[0013]作为进一步改进，所述S4中，若样件加工精度较差，则从以上数据处理结果对比的结果中便可查找实际加工及生产中的不足，以形成待改进的流程或工艺，并对样件进行改善。
[0014]作为进一步改进，所述S2中，缸体模型的仿真分析为CAE分析，仿真分析结果包括缸孔变形数模。
[0015]作为进一步改进，所述S4中，测量样件的技术指标参数包括缸孔变形数据。
[0016]作为进一步改进，所述S2以及S4中，信号频谱分析均采用傅里叶变换及反傅里叶变换进行分析处理，并提取出缸孔变形中各阶次变形分量大小及相位特点。
[0017]作为进一步改进，所述S1中，进行实体缸盖以及工艺缸盖螺栓预紧力极限状态下缸孔变形模拟计算分析，包括以下步骤：
[0018]S11.载荷工况分析：包括实体缸盖的载荷分析以及工艺缸盖的载荷分析；
[0019]S12.缸孔计算分析：包括一缸孔、二缸孔、三缸孔、四缸孔的计算分析；
[0020]S13.结果分析。
[0021]作为进一步改进，所述S11中，设定实体缸盖的螺栓预紧力：57KN(1
‑
20％)＝45.6KN，模拟实物缸盖受到最小的螺栓载荷情况；
[0022]设定工艺缸盖的螺栓预紧力：57KN(1+20％)
×
(1+15％)＝78.66KN，模拟实体缸盖受到最小的螺栓载荷情况。
[0023]作为进一步改进，所述S13中，工艺缸盖螺栓预紧力取上限，实体缸盖螺栓预紧力取下限，由于工艺缸盖螺栓预紧力过大，造成反变形过大，而实物缸盖螺栓预紧力过小，弥补反变形不足，一缸孔与四缸孔相当，二缸孔与三缸孔相当，拉缸出现亮条位置基本与仿真结果一致。
[0024]本专利技术的上述技术方案具有以下有益效果：本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法综合了理论设计、设计经验、仿真分析、试验验证、数据处理及分析的先进技术，以提高内燃机缸孔设计精度，缩短设计周期，节约资源，降低开发成本。
附图说明
[0025]图1为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的一缸孔或四缸孔分析轮廓图(
‑
5mm)；
[0026]图2为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的一缸孔或四缸孔分析轮廓图(
‑
10mm)；
[0027]图3为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的一缸孔或四缸孔分析轮廓图(
‑
16mm)；
[0028]图4为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的一缸孔或四缸孔分析轮廓图(
‑
21mm)；
[0029]图5为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的一缸孔或四缸孔分析轮廓图(
‑
26mm)；
[0030]图6为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的一缸孔或四缸孔分析轮廓图(
‑
32mm)；
[0031]图7为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的一缸孔或四缸孔分析轮廓图(
‑
42mm)；
[0032]图8为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的一缸孔或四缸孔分析轮廓图(
‑
53mm)；
[0033]图9为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的一缸孔或四缸孔分析轮廓图(
‑
69mm)；
[0034]图10为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的一缸孔或四缸孔分析轮廓图(
‑
85mm)；
[0035]图11为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的一缸孔或四缸孔分析轮廓图(
‑
102mm)；
[0036]图12为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的一缸孔或四缸孔分析轮廓图(
‑
107mm)；
[0037]图13为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的二缸孔或三缸孔分析轮廓图(
‑
5mm)；
[0038]图14为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的二缸孔或三缸孔分析轮廓图(
‑
10mm)；
[0039]图15为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的二缸孔或三缸孔分析轮廓图(
‑
16mm)；
[0040]图16为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的二缸孔或三缸孔分析轮廓图(
‑
21mm)；
[0041]图17为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的二缸孔或三缸孔分析轮廓图(
‑
26mm)；
[0042]图18为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的二缸孔或三缸孔分析轮廓图(
‑
32mm)；
[0043]图19为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的二缸孔或三缸孔分析轮廓图(
‑
42mm)；
[0044]图20为本专利技术内燃机缸孔变形的设计优化方法的二缸孔或三缸孔分析轮廓图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内燃机缸孔变形的设计优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.内燃机缸体设计；S2.对该缸体模型进行仿真分析；S3.根据分析结果设计生产样件；S4.测量样件的各项技术指标参数，并对所测数据进行信号频谱分析，提取出缸孔变形中各阶次变形分量大小及相位特点，并与仿真数据分析结果对比。2.根据权利要求1所述的内燃机缸孔变形的设计优化方法，其特征在于：所述S1中，结合现有设计经验根据设计目标进行缸体理论设计，并生产理论设计数学模型。3.根据权利要求2所述的内燃机缸孔变形的设计优化方法，其特征在于：所述S2中，当分析结果不满足设计要求时，重新对缸体数模进行理论设计；当分析结果满足设计要求时，提取仿真分析结果，并对仿真数据进行非周期性信号频谱分析，进一步查找并分析产生各阶次变形的原因，形成缸孔变形的进一步优化方案及生产样件的加工方案的设计。4.根据权利要求3所述的内燃机缸孔变形的设计优化方法，其特征在于：所述S4中，若样件加工精度较差，则从以上数据处理结果对比的结果中便可查找实际加工及生产中的不足，以形成待改进的流程或工艺，并对样件进行改善。5.根据权利要求3所述的内燃机缸孔变形的设计优化方法，其特征在于：所述S2中，缸体模型的仿真分析为CAE分析，仿真分析结果包括缸孔变形数模。6.根据权利要求4所述的内燃机缸孔变形的设计优化方法，其特征在于：所述S4中，测量样件的技术指标...

【专利技术属性】
技术研发人员：任小龙，龙建，刘敏杰，隋美丽，
申请(专利权)人：北京电子科技职业学院，
类型：发明
国别省市：