【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发动机故障检测，尤其涉及一种基于缸套穴蚀故障的评估方法、装置、电子设备及介质。
技术介绍
1、在现代内燃机设计中，缸套穴蚀作为一种常见的失效模式，对发动机的性能、可靠性和耐久性构成了严重威胁。缸套穴蚀主要是由于缸套内壁在高频振动、高温、高压及冷却液化学腐蚀等多重因素作用下，产生微小空穴并逐渐扩展，最终导致缸套材料的疲劳破坏。这一现象不仅影响发动机的气密性，还可能引起润滑油泄漏，增加发动机磨损，缩短使用寿命，甚至引发严重的机械故障。
2、目前，对于缸套穴蚀故障的预测和评估，主要依赖于经验公式，或实验室测试分析。而对于经验公式来讲，往往基于特定条件下的实验结果，难以准确反映复杂多变的实际工况。
3、实验室测试，虽然能够模拟部分工况，但成本高、周期长，且难以全面覆盖所有可能的影响因素。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于缸套穴蚀故障的评估方法，方法通过绝对压力与利用诺科夫斯基模型计算获得的缸套表面压力的差值，对比饱和蒸气压评估缸套穴蚀故障，能够更准确地预测出活塞壁面和缸套壁面的温度分布及变形状态，为穴蚀评估提供可靠依据。
2、方法包括：
3、s101：构建发动机瞬态工作过程计算模型，并在发动机瞬态工作过程计算模型中配置发动机的设计参数和试验参数，再通过设置喷雾模型、燃烧模型和热传导模型，获得缸套壁面的热负荷分布信息和活塞碗及顶面的热负荷分布信息；
4、s102：构建活塞计算模型，并基于活塞碗及顶面的热负荷分布
5、s103：构建缸体和缸套计算模型，并基于缸套壁面的热负荷分布信息和试验数值，进行缸体和缸套热传导分析，得到缸套壁面温度和变形状态；
6、s104：构建计算模型，根据活塞壁面温度和变形状态、缸套壁面温度和变形状态、发动机的设计参数以及通过设置连接和膜单元，来获得缸套表面振动速度的幅值；
7、s105：构建冷却系统计算模型，在冷却系统计算模型中配置冷却系统设计参数，通过设置冷却计算方程，得到冷却液信息；
8、s106：基于缸套表面振动速度幅值和冷却液信息，利用诺科夫斯基模型计算得到缸套表面压力，通过比较绝对压力与缸套表面压力差，得到饱和蒸气压，进而评估缸套穴蚀故障状态。
9、进一步需要说明的是，步骤s101中，构建的发动机瞬态工作过程计算模型包括进气道、排气道、进气门座圈、排气门座圈、进气门、排气门、缸套以及活塞。
10、进一步需要说明的是，步骤s101中，热传导模型通过设置o’rourke and amsden模型实现；
11、o’rourke and amsden模型通过公式(1)、公式(2)和公式(3)进行计算：
12、
13、其中，k是热导率；t是温度；prm是化学组分m的普朗特数；tf是流体温度；tw是壁面温度；是壁面第一层网格中点到壁面的距离；cp是比热；x是空间位置；n是单元面的法相；i是关注单元的编号；
14、
15、其中κ是卡门常数，数值为0.42；是壁面第一层网格中点到壁面的无量纲距离；prt是湍流普朗特数；b是常数；
16、
17、其中ρ是密度；μm是化学组分m的湍流粘度；uτ是剪切速度。
18、进一步需要说明的是，步骤s104中的一维动力学计算模型包括：缸套、活塞、活塞销、连杆小头轴瓦、连杆、连杆大头轴瓦、曲柄。
19、进一步需要说明的是，步骤s105中的冷却液信息包括：冷却液的温度、密度、声速、绝对压力和饱和蒸气压。
20、进一步需要说明的是，步骤s105中的冷却系统计算模型包括水泵、缸盖上水套、缸盖下水套、机体水套和出水管。
21、进一步需要说明的是，步骤s106还包括：
22、缸套表面压力通过下式计算：
23、△pjoukowsky＝ρ.c.vamplitude_liner (4)
24、其中，ρ是密度；c是声速；vamplitude_liner是缸套表面振动速度幅值；
25、缸套穴蚀故障通过下式实现：
26、pstat-△pjoukowsky≤pd (5)
27、其中，pstat是绝对压力；pd是饱和蒸气压。
28、本申请还提供一种基于缸套穴蚀故障的评估系统，系统包括：热负荷分布计算模块、活塞壁面状态解析模块、缸套壁面状态解析模块、缸套表面状态解析模块、冷却液状态解析模块以及缸套穴蚀故障评估模块；
29、热负荷分布计算模块，用于构建发动机瞬态工作过程计算模型，并在发动机瞬态工作过程计算模型中配置发动机的设计参数和试验参数，再通过设置喷雾模型、燃烧模型和热传导模型，获得缸套壁面的热负荷分布信息和活塞碗及顶面的热负荷分布信息；
30、活塞壁面状态解析模块，用于构建活塞计算模型，并基于活塞碗及顶面的热负荷分布信息和试验数值，进行活塞热传导分析，得到活塞壁面温度和变形状态；
31、缸套壁面状态解析模块，用于构建缸体和缸套计算模型，并基于缸套壁面的热负荷分布信息和试验数值，进行缸体和缸套热传导分析，得到缸套壁面温度和变形状态；
32、缸套表面状态解析模块，用于构建计算模型，根据活塞壁面温度和变形状态、缸套壁面温度和变形状态、发动机的设计参数以及通过设置连接和膜单元，来获得缸套表面振动速度的幅值；
33、冷却液状态解析模块，用于构建冷却系统计算模型，在冷却系统计算模型中配置冷却系统设计参数，通过设置冷却计算方程，得到冷却液信息；
34、缸套穴蚀故障评估模块，用于基于缸套表面振动速度幅值和冷却液信息，利用诺科夫斯基模型计算得到缸套表面压力，通过比较绝对压力与缸套表面压力差，得到饱和蒸气压，进而评估缸套穴蚀故障状态。
35、根据本申请的另一个实施例，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述基于缸套穴蚀故障的评估方法的步骤。
36、根据本申请的又一个实施例，还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述基于缸套穴蚀故障的评估方法的步骤。
37、从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：
38、本申请提供的评估方法通过构建精确的发动机瞬态工作过程计算模型，并配置详细的设计参数和试验参数，能够更真实地模拟发动机的实际工作状态，从而准确地获取缸套壁面及活塞的热负荷分布信息。
39、本申请利用三维有限元分析，对活塞和缸体/缸套的热传导进行精细模拟，能够准确地预测出活塞壁面和缸套壁面的温度分布及变形状态，为穴蚀评估提供可靠依据。而且方法不仅考虑了发动机的热负荷分布，还结合了活塞和缸套的变形状态、冷却系统的性能以及缸套的振动特性等多个因素，对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于缸套穴蚀故障的评估方法，其特征在于，方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于缸套穴蚀故障的评估方法，其特征在于，步骤S101中，构建的发动机瞬态工作过程计算模型包括进气道、排气道、进气门座圈、排气门座圈、进气门、排气门、缸套以及活塞。
3.根据权利要求1所述的基于缸套穴蚀故障的评估方法，其特征在于，步骤S101中，热传导模型通过设置O’Rourke and Amsden模型实现；
4.根据权利要求1所述的基于缸套穴蚀故障的评估方法，其特征在于，步骤S104中的一维动力学计算模型包括：缸套、活塞、活塞销、连杆小头轴瓦、连杆、连杆大头轴瓦、曲柄。
5.根据权利要求1所述的基于缸套穴蚀故障的评估方法，其特征在于，步骤S105中的冷却液信息包括：冷却液的温度、密度、声速、绝对压力和饱和蒸气压。
6.根据权利要求1所述的基于缸套穴蚀故障的评估方法，其特征在于，步骤S105中的冷却系统计算模型包括水泵、缸盖上水套、缸盖下水套、机体水套和出水管。
7.根据权利要求1所述的基于缸套穴蚀故障的评估方法，其特征在于，
8.一种基于缸套穴蚀故障的评估系统，其特征在于，系统用于实现如权利要求1至7任一项所述的基于缸套穴蚀故障的评估方法；
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述基于缸套穴蚀故障的评估方法的步骤。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述基于缸套穴蚀故障的评估方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于缸套穴蚀故障的评估方法，其特征在于，方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于缸套穴蚀故障的评估方法，其特征在于，步骤s101中，构建的发动机瞬态工作过程计算模型包括进气道、排气道、进气门座圈、排气门座圈、进气门、排气门、缸套以及活塞。
3.根据权利要求1所述的基于缸套穴蚀故障的评估方法，其特征在于，步骤s101中，热传导模型通过设置o’rourke and amsden模型实现；
4.根据权利要求1所述的基于缸套穴蚀故障的评估方法，其特征在于，步骤s104中的一维动力学计算模型包括：缸套、活塞、活塞销、连杆小头轴瓦、连杆、连杆大头轴瓦、曲柄。
5.根据权利要求1所述的基于缸套穴蚀故障的评估方法，其特征在于，步骤s105中的冷却液信息包括：冷却液的温度、密度、声速、绝对压力和饱和蒸气压。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓艳，闫善恒，何天宇，朱基炜，胡益聪，袁圆，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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