車用發(fā)動機載荷譜編制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車用發(fā)動機載荷譜編制方法，主要由以下步驟組成：（1）基準參數(shù)選取、（2）峰谷值檢測、（3）小載荷去除、（4）多參數(shù)峰谷值計數(shù)、（5）發(fā)動機載荷序列譜、（6）載荷過渡時間矩陣、（7）載荷保持時間矩陣、（8）發(fā)動機載荷時間譜。本發(fā)明可以解決車用發(fā)動機載荷譜編制，將載荷譜作為發(fā)動機設計、試驗、定型、定壽和延壽的規(guī)范的技術問題。
【專利說明】車用發(fā)動機載荷譜編制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車用發(fā)動機臺架耐久性試驗的技術。特別是涉及應用多參數(shù)載荷處理技術對車用發(fā)動機載荷譜編制的方法，屬于動力機械工程可靠性【技術領域】。
技術背景
[0002]發(fā)動機載荷譜是發(fā)動機在規(guī)定任務、用法和使用條件下載荷參數(shù)的統(tǒng)計，是發(fā)動機及其零部件結構強度分析、可靠性與壽命研究的根本依據(jù)。
[0003]發(fā)動機載荷譜通常由其總體性能參數(shù)(如發(fā)動機轉速、油門齒桿位置、平均有效壓力、發(fā)動機扭矩或功率等)所構成，綜合反映發(fā)動機在使用中的熱負荷和機械負荷。發(fā)動機整機載荷譜因其統(tǒng)計的對象是發(fā)動機的主要工作參數(shù)，它能反映發(fā)動機總體受載的相對狀況，通常整機載荷譜可以用于編制試車大綱。
[0004]發(fā)動機載荷譜是發(fā)動機結構壽命研究的載荷依據(jù)。通過載荷譜的研究，可以得到整機和零部件使用的重要載荷信息。該項研究對在研發(fā)動機和現(xiàn)役發(fā)動機的定壽以及延壽具有重要意義。
[0005](I)發(fā)動機載荷譜是新研機耐久性和可靠性設計的基礎
[0006]早期發(fā)動機的設計重點一直是著眼于發(fā)動機的性能，而對結構強度只作一般的經(jīng)驗驗算和靜強度試驗，在設計中基本不涉及發(fā)動機的壽命問題。隨著高功率密度發(fā)動機的發(fā)展，發(fā)動機的工作條件越來越嚴酷，結構復雜性越來越高，同時對發(fā)動機的使用壽命也有了更高的要求，由此導致發(fā)動機在使用中不斷暴露出嚴重的結構強度、耐久性問題。
[0007](2)發(fā)動機載荷譜是發(fā)動機使用壽命確定的重要依據(jù)
[0008]現(xiàn)役發(fā)動機使用壽命，主要受其關重件壽命限制。發(fā)動機關重件壽命的主要失效形式如疲勞損傷、磨損失效均取決于發(fā)動機的任務剖面和使用環(huán)境，也就是發(fā)動機載荷譜。
[0009]不同任務剖面對發(fā)動機主要零部件的損傷差異是巨大的。載荷譜的苛刻性將直接決定發(fā)動機的實際使用壽命。如不進行載荷譜相關的研究工作，發(fā)動機壽命只能以最保守的方式給出，由此可見載荷譜研究在發(fā)動機定壽中是不可缺少的。
[0010]自上世紀八十年代以來，航空領域對載荷譜研究非常重視，航空發(fā)動機載荷譜的發(fā)展比較迅速，并且已經(jīng)取得了一定的研究成果，對發(fā)動機結構壽命及可靠性研究起到了積極的推動作用。但是目前為止，我國車用發(fā)動機載荷譜還沒有較為深入的研究，使得發(fā)動機的設計方法一直采用參考類比的沿襲經(jīng)驗設計，而并不是基于載荷譜的可靠性設計。而可靠性設計的核心思想就是將載荷譜作為發(fā)動機設計、試驗、定型、定壽和延壽的規(guī)范。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種車用發(fā)動機載荷譜編制方法，以解決編制車用發(fā)動機載荷譜，將載荷譜作為發(fā)動機設計、試驗、定型、定壽和延壽的規(guī)范的技術問題。
[0012]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的車用發(fā)動機載荷譜編制方法的步驟如下:
[0013](I)基準載荷分析:[0014]車用發(fā)動機載荷譜通常由兩個參數(shù)組成，對其進行載荷編譜要選定基準載荷作為主計數(shù)參數(shù)，另一個變量為非基準載荷作為輔助計數(shù)參數(shù)；與發(fā)動機載荷相關系數(shù)強的確定為基準載荷，相關系數(shù)弱的確定為非基準載荷；
[0015]兩個隨機序列X (η)與y(n)的相關系數(shù)矩陣估計為:
[0016]
【權利要求】
1.車用發(fā)動機載荷譜編制方法，其步驟如下: (1)基準載荷分析: 車用發(fā)動機載荷譜通常由兩個參數(shù)組成，對其進行載荷編譜要選定基準載荷作為主計數(shù)參數(shù)，另一個變量為非基準載荷作為輔助計數(shù)參數(shù)；與發(fā)動機載荷相關系數(shù)強的確定為基準載荷，相關系數(shù)弱的確定為非基準載荷； 兩個隨機序列X (η)與y(n)的相關系數(shù)矩陣估計為:
2.如權利要求1所述的車用發(fā)動機載荷譜編制方法，所述發(fā)動機兩個或兩個以上參數(shù)主要包括:轉速/扭矩或轉速/平均有效壓力相關時間矩陣。
3.如權利要求1所述的車用發(fā)動機載荷譜編制方法，所述小載荷去除按一定標準規(guī)定一個小載荷幅值的門檻值，小于該門檻值的幅值則為小幅載荷，可去除；其表達式如下:
Dmin=(PVmax-PVfflin) Δ% (5) 其中:Dmin~小載荷幅值門檻值 PVmax—載荷歷程的最大值PVmin—載荷歷程的最小值 Δ %——小載荷門檻值系數(shù)。
4.如權利要求1所述的車用發(fā)動機載荷譜編制方法，所述多參數(shù)峰谷值計數(shù)對于多任務剖面的車用發(fā)動機，在求出各類型任務剖面下的載荷循環(huán)矩陣后，根據(jù)各任務剖面加權系數(shù)求得全任務剖面下的載荷循環(huán)矩陣； 假定車輛在m種任務剖面下行駛，各任務剖面下行駛的里程占總壽命里程的百分比為P1, P2,…，Pffl,各典型任務剖面下的試驗里程分別為S1, S2,…，Sffl;各試驗任務剖面下發(fā)動機載荷循環(huán)數(shù)分別為Ii1, n2,…，nm則第i任務剖面載荷循環(huán)發(fā)生的頻率為
5.如權利要求1所述的車用發(fā)動機載荷譜編制方法，所述車用發(fā)動機載荷參數(shù)由扭矩/轉速兩個參數(shù)組成，扭矩反映了發(fā)動機載荷的大小，轉速反映了發(fā)動機載荷的頻率。
6.如權利要求1所述的車用發(fā)動機載荷譜編制方法，所述車用發(fā)動機載荷兩個參數(shù)還包括:功率/扭矩、平均有效壓力/轉速。
【文檔編號】G01M15/00GK103678256SQ201210353293
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月20日 優(yōu)先權日:2012年9月20日
【發(fā)明者】駱清國, 王旭東, 龔正波, 劉紅彬, 冉光政, 司東亞, 楊良平, 馬強, 喻虎, 馮帥 申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學院