一种发动机缸套变形协调评价方法技术

本发明专利技术涉及一种发动机缸套变形协调评价方法，根据缸套傅里叶各阶变形大小和气缸套整体同轴度，计算得到缸套变形协调因子值，评价发动机的缸套变形的协调性；缸套变形协调因子值越趋近1，缸套变形协调性越优，越趋近0，缸套变形协调性越差。本发明专利技术针对发动机缸套变形影响因素、变形控制要素和变形仿真分析评价等技术进行深入研究，采用横截面型和整体型二者加权方法以综合评估气缸套变形。横截面采用基于傅里叶方法的各阶幅值为评价指标；整体型采用同轴度作为评价指标。同时，对横截面各阶变形幅值设置限定值。可以准确的描述缸套变形情况，且为发动机的改进设计提供了方向。且为发动机的改进设计提供了方向。且为发动机的改进设计提供了方向。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机缸套变形协调评价方法


[0001]本专利技术属于发动机
，具体涉及一种发动机缸套变形协调评价方法。

技术介绍

[0002]缸套变形是发动机结构刚度对自身直接表现。对缸套变形而言，结构件刚度不足，变形过大，可能造成部件接触区域应力过大，配缸间隙发生变化，造成摩擦磨损、密封不足等不良后果。气缸套的变形直接影响内燃机燃烧与做工性能，变形不良会引起活塞环密封失效、排放恶化、机油消耗过多等问题，故将缸套变形量作为发动机的重要评价指标。
[0003]低变形气缸套是当前往复活塞式内燃机的重要研究领域之一。气缸套变形小可以使活塞环密封性能提高，降低了机油消耗和漏气量。从设计角度看，低气缸套变形令减小活塞环上的预紧力成为可能(由于缸盖螺栓预紧力与缸套变形为一对矛盾)，可降低内燃机中活塞
‑
缸套系统的摩擦损耗，从而提高了内燃机的工作效率。
[0004]根据产生原因不同，气缸套变形可以分为三类：制造变形，预紧变形和运行工况变形。气缸套的制造变形指在零件的机械加工过程中，由于刀头与工件的对心误差、回转不平衡、工件的径向振动、材料应变以及加工过程中产生的残余应力等因素造成的气缸套失圆现象。气缸套的预紧变形是预紧螺栓上预紧力通过气缸盖、机体作用在气缸套上产生的变形。气缸套的运行工况变形指在内燃机工作状态下，考虑燃烧室内的气体压力、气缸套内侧气体和外侧冷却水形成的温度场、活塞激励力等多种因素共同作用下气缸套的变形。
[0005]传统的缸套变形评价通常采用最大变形量简单描述评价，即采用主推力侧在轴向变形曲线，通过其最大值以评定缸套变形，之后，更多采用每隔45
°
获取轴向变形信息，以主副推力侧，和与之垂直两条曲线共同描述变形程度，通常远离中心线变形为正，靠近中心线变形为负。随傅里叶系数描述变形方法提出后，该方法马上被广泛应用。当前国内外主要采用基于傅里叶级数的失圆度评价方法。包括在关注截面上，如活塞环对应面、螺栓上下部对应面进行傅里叶频谱分析，以分析其各阶变形幅值，如图1所示，傅里叶分析只能针对特定的单个截面。
[0006]实测的缸套变形如图2所示，传统的缸套变形分析评价不能反映缸套整体变形情况。
[0007]传统的缸套变形评价主要有两个方面的缺陷：
[0008]1、采用缸套最大变形量简单描述评价，无法反映缸套的整体变形情况，无法为改进设计提供支持。
[0009]2、传统的傅里叶评价只能针对特定的截面，不一定能找到变形最大值的截面。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供一种发动机缸套变形协调评价方法，解决现有技术的缺陷。
[0011]为了解决以上技术问题，本专利技术提供了一种发动机缸套变形协调评价方法，其特征在于：根据缸套傅里叶各阶变形大小和气缸套整体同轴度，计算得到缸套变形协调因子
值，评价发动机的缸套变形的协调性；缸套变形协调因子值越趋近1，缸套变形协调性越优，越趋近0，缸套变形协调性越差。
[0012]有益效果：本专利技术为综合评价气缸套变形，针对发动机缸套变形影响因素、变形控制要素和变形仿真分析评价等技术进行深入研究，采用横截面型和整体型二者加权方法以综合评估气缸套变形。横截面采用基于傅里叶方法的各阶幅值为评价指标；整体型采用同轴度作为评价指标。同时，对横截面各阶变形幅值设置限定值。可以准确的描述缸套变形情况，且为发动机的改进设计提供了方向。
附图说明
[0013]图1各谐次傅立叶系数变形示意图
[0014]图2实测的缸套变形示意图
[0015]图3本专利技术发动机缸套变形协调性评价原理图。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。
[0017]本专利技术提出的一种发动机缸套变形协调评价方法，根据缸套傅里叶各阶变形大小和气缸套整体同轴度，计算得到缸套变形协调因子值，评价发动机的缸套变形的协调性；该值越趋近1，缸套变形协调性越优，越趋近0，缸套变形协调性越差。
[0018]气缸套变形协调评价指标为不同截面缸套孔傅里叶各阶变形大小，即各阶幅值；以及气缸套整体同轴度。判据为傅里叶各阶变形幅值、同轴度在不超过限值的前提下，越小越优。缸套变形协调因子Γ1定义为：
[0019][0020]其中，Γ1是缸套变形协调因子，Δu
i
为缸套傅里叶第i阶变形幅值，Δu
i，li
为该阶变形幅值限定值即最大值，Δu
i.min
为该阶变形幅值最优值即最小值。Δz为缸套同轴度，同轴度表征缸套轴向挠曲最大值，通过各截面圆心包络圆直接计算，Δz
li
为缸套同轴度限定值即最大值，Δz
min
为缸套同轴度最优值即最小值。α、β为上述二者权重，如表2所示。通过上式可知，傅里叶变形幅值最大值越低，缸套同轴度越低，变形协调因子越接近1，缸套变形协调性越好。
[0021]上述协调因子中需确定各指标限定值，各个指标对应权重系数。在冷装配条件下横截面各阶幅值限定值如下：
[0022]Δu
i.li
＝c
i
·
D
·
10
‑4ꢀꢀ
(2)
[0023]其中，c
i
为各阶临界值系数，如表1所示；D为缸径。
[0024]表1各阶临界值系数
[0025]i23456c
i
2.51.61.20.60.4
[0026]表2缸套变形评价权重
[0027]横截面傅里叶变形权重α0.6000整体同轴度变形权重β0.4000
[0028]以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机缸套变形协调评价方法，其特征在于：根据缸套傅里叶各阶变形大小和气缸套整体同轴度，计算得到缸套变形协调因子值，评价发动机的缸套变形的协调性；缸套变形协调因子值越趋近1，缸套变形协调性越优，越趋近0，缸套变形协调性越差。2.根据权利要求1所述的一种发动机缸套变形协调评价方法，其特征在于：缸套变形协调因子Γ1为：Δu
i
为缸套傅里叶第i阶变形幅值，Δu
i.li
为该阶变形幅值限定值即最大值，c
i
为各阶临界值系数，Δu
i.min
为该阶变形幅值最优值即最小值；Δz为缸套同轴度，Δ...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠伟，任培荣，张晓静，周润天，罗颖迪，
申请(专利权)人：中国北方发动机研究所天津，
类型：发明
国别省市：