气门座圈磨损的维修预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种气门座圈磨损的维修预警方法及系统，应用于

【技术实现步骤摘要】
气门座圈磨损的维修预警方法及系统


[0001]本专利技术是关于发动机
，特别是关于一种气门座圈磨损的维修预警方法及系统
。

技术介绍

[0002]气门座圈镶嵌在缸盖底面，与气门配合形成了进排气道的密封带
。
气门和气门座圈承受来自于气门高频往复运动的机械负荷，以及高温燃气引起的热负荷，很容易产生磨损或疲劳断裂
。
对于发动机高动力性的不断追求，使得发动机爆压越来越高，气门和气门座圈的故障风险进一步加剧
。
气门与气门座圈一旦产生过度磨损，气门位置会异常上移，导致气门间隙减小甚至气门关闭不严，从而引起发动机功率下降
、
排放劣化
、
气门弯曲
(
碰撞活塞
)
等故障
。
[0003]目前无法有效评估发动机在运行过程的座圈磨损量，气门座圈磨损量多采用实验测量方式获取，按照经验规定固定运行时间内进行气门间隙调整，以保证发动机正常健康工作
。
[0004]目前发动机保养手册规定需按固定里程或时间内调整气门间隙，然而不同发动机应用场景会使得气门
/
座圈磨损程度不一致，按固定时间
/
里程调整气门间隙可能过早保养，浪费用户时间和成本；也可能过晚保养，导致发动机长期带病工作，影响发动机正常使用
。
有必要建立一套针对气门
/
座圈磨损量的气门间隙保养预警功能，实现在线评估气门
/
座圈磨损量，及时提醒用户进行发动机气门间隙调整，避免过早保养或过晚保养气门间隙
。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种气门座圈磨损的维修预警方法及系统，实现了在线气门座圈磨损量的预测及预警，可以在气门座圈磨损引起发动机排放
、
可靠性等相关故障前进行预警提示，提高了发动机的可靠性
。
[0007]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种气门座圈磨损的维修预警方法及系统，应用于
ECU
中，所述气门座圈磨损的维修预警方法包括：步骤
S100
，获取气门和气门座圈之间的滑动摩擦磨损量；步骤
S200
，获取所述气门和所述气门座圈的冲击磨损量；步骤
S300
，根据所述滑动摩擦磨损量和所述冲击磨损量，计算得到座圈磨损量；步骤
S400
，判断所述座圈磨损量是否大于磨损量阈值；步骤
S500
，若大于，发出维修预警信息，且若小于等于，不发出维修预警消息
。
[0008]在本专利技术的一实施方式中，所述获取气门和气门座圈之间的滑动摩擦磨损量包括：实时采集发动机转速和发动机扭矩；获取所述气门相对所述气门座圈的滑行距离
、
摩擦系数及磨损系数；获取爆发压力
MAP
和排气温度
MAP
；根据所述爆发压力
MAP
，计算获得所述气门对所述气门座圈施加的平均接触力；获取所述气门和所述气门座圈的接触面硬度；根
据第一预设公式计算获得发动机运行工况下的所述滑动摩擦磨损量
。
[0009]在本专利技术的一实施方式中，所述获取所述气门和所述气门座圈的冲击磨损量包括：获取不同工况下的气门落座速度；获取不同气门落座速度下的冲击磨损系数和冲击磨损常数；根据第二预设公式计算获得所述冲击磨损量
。
[0010]在本专利技术的一实施方式中，所述根据所述滑动摩擦磨损量和所述冲击磨损量，计算得到座圈磨损量具体为：通过第三预设公式，计算获得所述座圈磨损量；其中，所述第三预设公式为：
Σ
座圈磨损量＝
Σ
W
sliding
+
Σ
W
impact
；其中，
W
slidinh
为滑动摩擦磨损量，
W
impact
为冲击磨损量
。
[0011]在本专利技术的一实施方式中，所述第一预设公式为：
[0012][0013]其中，
[0014]其中，
W
sliding
为滑动摩擦磨损量，
K
s
为滑动磨损常数，为每个循环平均接触力，
δ
为每个循环环滑动距离，
N
为滑动频次，
h
为接触面硬度，
P
C
为气门与气门座圈的接触力，
P
p
为每个循环最大燃烧压力，
π
为圆周，
R
v
为气门半径，
μ
为气门与气门座圈间的摩擦系数，
θ
v
为气门密封带锥角
。
[0015]在本专利技术的一实施方式中，所述第二预设公式为：
[0016]W
impact
＝
K
i
·
e
n
·
N
[0017]其中，
[0018]其中，
W
impact
为冲击磨损量，
K
i
为冲击磨损常数，
e
为每个循环冲击能量，
n
为冲击磨损系数，
N
为冲击频次，
m
为气门质量
+1/2
从动件质量，
v
为气门落座速度
。
[0019]第二方面，本专利技术提供了一种气门座圈磨损的维修预警系统，应用于
ECU
中，所述气门座圈磨损的预测系统包括：第一获取模块
、
第二获取模块
、
计算模块
、
判断模块以及发送模块
。
第一获取模块用于获取气门和气门座圈之间的滑动摩擦磨损量；第二获取模块用于获取所述气门和所述气门座圈的冲击磨损量；计算模块用于根据所述滑动摩擦磨损量和所述冲击磨损量，计算得到座圈磨损量；判断模块用于判断所述座圈磨损量是否大于磨损量阈值；以及发送模块用于若大于，发出维修预警信息，且若小于等于，不发出维修预警消息
。
[0020]在本专利技术的一实施方式中，所述第一获取模块包括：采集单元
、
第一获取单元
、
第二获取单元
、
第一计算单元
、
第三获取单元以及第二计算单元
。
采集单元用于实时采集发动机转速和发动机扭矩；第一获取单元用于获取所述气门相对所述气门座圈的滑行距离
、
摩擦系数及磨损系数；第二获取单元用于获取爆发压力...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种气门座圈磨损的维修预警方法，应用于
ECU
中，其特征在于，所述气门座圈磨损的预测方法包括：获取气门和气门座圈之间的滑动摩擦磨损量；获取所述气门和所述气门座圈的冲击磨损量；根据所述滑动摩擦磨损量和所述冲击磨损量，计算得到座圈磨损量；判断所述座圈磨损量是否大于磨损量阈值；若大于，发出维修预警信息，且若小于等于，不发出维修预警消息
。2.
如权利要求2所述的气门座圈磨损的维修预警方法，其特征在于，所述获取气门和气门座圈之间的滑动摩擦磨损量包括：实时采集发动机转速和发动机扭矩；获取所述气门相对所述气门座圈的滑行距离
、
摩擦系数及磨损系数；获取爆发压力
MAP
和排气温度
MAP
；根据所述爆发压力
MAP
，计算获得所述气门对所述气门座圈施加的平均接触力；获取所述气门和所述气门座圈的接触面硬度；根据第一预设公式计算获得发动机运行工况下的所述滑动摩擦磨损量
。3.
如权利要求2所述的气门座圈磨损的维修预警方法，其特征在于，所述获取所述气门和所述气门座圈的冲击磨损量包括：获取不同工况下的气门落座速度；获取不同气门落座速度下的冲击磨损系数和冲击磨损常数；根据第二预设公式计算获得所述冲击磨损量
。4.
如权利要求1所述的气门座圈磨损的维修预警方法，其特征在于，所述根据所述滑动摩擦磨损量和所述冲击磨损量，计算得到座圈磨损量具体为：通过第三预设公式，计算获得所述座圈磨损量；其中，所述第三预设公式为：
Σ
座圈磨损量＝
Σ
W
sliding
+
Σ
W
impact
；其中，
W
sliding
为滑动摩擦磨损量，
W
impact
为冲击磨损量
。5.
如权利要求2所述的气门座圈磨损的维修预警方法，其特征在于，所述第一预设公式为：其中，其中，
W
sliding
为滑动摩擦磨损量，
K
s
为滑动磨损常数，为每个循环平均接触力，
δ
为每个循环滑动距离，
N
为滑动频次，
h
为接触面硬度，
P
C
为气门与气门座圈的接触力，
P
p
为每个循环最大燃烧压力，
π
为圆周，
R
v
为气门半径，
μ
为气门与气门座圈间的摩擦系数，
θ
v
为气门密封带锥角
。6.
如权利要求3所述的气门座圈磨损的维修...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆龙，刘俊，邓建林，蓝婷婷，廖力忠，黄永全，马慧萍，韩思浩，张柳青，
申请(专利权)人：广西玉柴机器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：