發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)間隙調(diào)整片工作壽命的評(píng)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于柴油機(jī)結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)間隙調(diào) 整片工作壽命的評(píng)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣門(mén)間隙調(diào)整片是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的核心零部件之一。氣門(mén)間隙調(diào)整片的 可靠性直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的可靠性，而且還會(huì)影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率等性能指 標(biāo)。接觸疲勞破壞是氣門(mén)間隙調(diào)片的典型失效模式之一，當(dāng)氣門(mén)間隙調(diào)整片發(fā)生接觸疲勞 失效時(shí)，氣門(mén)間隙調(diào)整片的表面出現(xiàn)剝落與異常磨損現(xiàn)象。氣門(mén)間隙調(diào)整片一旦發(fā)生失效， 會(huì)引起與其接觸的配氣凸輪型面的異常磨損，而凸輪型面的損壞又會(huì)影響到氣門(mén)間隙以及 氣門(mén)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，并導(dǎo)致氣門(mén)運(yùn)動(dòng)不連續(xù)產(chǎn)生較大的沖擊與噪聲，有 時(shí)還會(huì)引發(fā)其他故障。
[0003] 因此，對(duì)氣門(mén)間隙調(diào)整片的可靠性與壽命進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)，是對(duì)氣門(mén)間隙調(diào)整片 進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及工藝參數(shù)優(yōu)化的關(guān)鍵，同時(shí)也是合理確定氣門(mén)間隙調(diào)整片使用壽命 與制定維修計(jì)劃的重要依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)間隙調(diào)整片工作壽命的評(píng)定方法，以 對(duì)氣門(mén)間隙調(diào)整片進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及工藝參數(shù)優(yōu)化。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)間隙調(diào)整片工作壽命的評(píng)定方法，包括如下步驟：
[0007] 1)確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工況及其對(duì)應(yīng)的工作時(shí)間與工作轉(zhuǎn)速；
[0008] 2)確定發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下工作時(shí)，氣門(mén)間隙調(diào)整片的最大接觸應(yīng)力；
[0009] 3)確定氣門(mén)間隙調(diào)整片的接觸疲勞強(qiáng)度參數(shù)；
[0010] 4)通過(guò)比較步驟2)獲得的最大接觸應(yīng)力和步驟3)得到的接觸疲勞強(qiáng)度參數(shù)，確 定氣門(mén)間隙調(diào)整片壽命評(píng)定的有效接觸應(yīng)力及對(duì)應(yīng)工況；
[0011] 5)根據(jù)有效接觸應(yīng)力及工況，確定氣門(mén)間隙調(diào)整片能夠經(jīng)歷的發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)剖面循 環(huán)次數(shù)；
[0012] 6)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)剖面循環(huán)次數(shù)，確定氣門(mén)間隙調(diào)整片的工作壽命。
[0013] 進(jìn)一步的，步驟1)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的任務(wù)剖面，確定發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)剖面所包含的工 況，并確定發(fā)動(dòng)機(jī)每一種工況對(duì)應(yīng)的工作時(shí)間與工作轉(zhuǎn)速。
[0014] 進(jìn)一步的，步驟3)是通過(guò)接觸疲勞試驗(yàn)確定出，氣門(mén)間隙調(diào)整片的接觸疲勞強(qiáng)度 極限以及接觸疲勞壽命N與接觸應(yīng)力s之間的函數(shù)關(guān)系，即N=F(s)。
[0015] 進(jìn)一步的，步驟4)通過(guò)比較步驟2)中確定的不同工況下氣門(mén)間隙調(diào)整片的最大 接觸應(yīng)力與步驟3)中確定的接觸疲勞強(qiáng)度極限之間的大小關(guān)系，將大于接觸疲勞強(qiáng)度極 限的氣門(mén)間隙調(diào)整片最大接觸應(yīng)力作為氣門(mén)間隙調(diào)整片壽命評(píng)定的有效接觸應(yīng)力。
[0016] 進(jìn)一步的，步驟5)是根據(jù)疲勞累積損傷法則，運(yùn)用如下式（1)確定氣門(mén)間隙調(diào)整 片在發(fā)生失效前能夠經(jīng)歷的發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)剖面循環(huán)次數(shù)w，即
[0018] 式（1)中：K表示氣門(mén)間隙調(diào)整片的最大接觸應(yīng)力大于接觸疲勞強(qiáng)度極限的工況 數(shù)量；Sj表示氣門(mén)間隙調(diào)整片最大接觸應(yīng)力大于接觸疲勞強(qiáng)度極限的第j種工況對(duì)應(yīng)的氣 門(mén)間隙調(diào)整片的最大接觸應(yīng)力；nj表示氣門(mén)間隙調(diào)整片最大接觸應(yīng)力大于接觸疲勞強(qiáng)度極 限的第j種工況對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速；t,表示在發(fā)動(dòng)機(jī)一次任務(wù)剖面循環(huán)中氣門(mén)間隙調(diào) 整片最大接觸應(yīng)力大于接觸疲勞強(qiáng)度極限的第j種工況的工作時(shí)間；F( ·)表示步驟3)中 得到的氣門(mén)間隙調(diào)整片的接觸疲勞壽命與接觸應(yīng)力之間的函數(shù)關(guān)系；r表示發(fā)動(dòng)機(jī)沖程系 數(shù)，對(duì)于四沖程內(nèi)燃機(jī)：r = 4,對(duì)于二沖程內(nèi)燃機(jī)：r= 2。
[0019] 進(jìn)一步的，步驟6)是運(yùn)用如下式（2)確定氣門(mén)間隙調(diào)整片的工作壽命T，即
[0021] 式（2)中：N表示發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)剖面所包含的工況數(shù)量；h表示在發(fā)動(dòng)機(jī)一次任務(wù)剖 面循環(huán)中對(duì)應(yīng)第i種工況的工作時(shí)間#為步驟5)中的式（1)。
[0022] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)：
[0023] 能夠針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的具體任務(wù)剖面，在確定發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)剖面所包含工況的基礎(chǔ)上， 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下運(yùn)行時(shí)氣門(mén)間隙調(diào)整片的最大接觸應(yīng)力和氣門(mén)間隙調(diào)整片的接 觸疲勞強(qiáng)度參數(shù)等，確定出氣門(mén)間隙調(diào)整片能夠經(jīng)歷的發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)剖面循環(huán)次數(shù)，并進(jìn)一 步確定出氣門(mén)間隙調(diào)整片的工作壽命，能夠有效地指導(dǎo)氣門(mén)間隙調(diào)整片的可靠性評(píng)價(jià)、結(jié) 構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及維修方案制定。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性 實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0025] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)間隙調(diào)整片工作壽命的評(píng)定方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。
[0027]另外，在本發(fā)明的實(shí)施例中所提到的發(fā)動(dòng)機(jī)的任務(wù)剖面，是指發(fā)動(dòng)機(jī)在完成規(guī)定 任務(wù)這段時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、功率和扭矩的時(shí)序描述。
[0028] 下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0029] -種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)間隙調(diào)整片工作壽命的評(píng)定方法，如圖1所示，包括如下步驟：
[0030] 步驟1，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工況及其對(duì)應(yīng)的工作時(shí)間與工作轉(zhuǎn)速；
[0031] 具體的，是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的任務(wù)剖面，確定發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)剖面所包含的工況，并確定發(fā) 動(dòng)機(jī)每一種工況對(duì)應(yīng)的工作時(shí)間與工作轉(zhuǎn)速；用N表示發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)剖面所包含的工況數(shù) 量，用叫(i= 1，…，N)表示發(fā)動(dòng)機(jī)第i種工況的工作轉(zhuǎn)速，用h(i= 1，…，N)表示發(fā)動(dòng)機(jī) 在一次任務(wù)剖面循環(huán)中對(duì)應(yīng)第i種工況的工作時(shí)間。
[0032] 步驟2,確定發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下工作時(shí)，氣門(mén)間隙調(diào)整片的最大接觸應(yīng)力；根據(jù) 步驟1中所包含的工況，采用仿真計(jì)算方法或試驗(yàn)測(cè)試方法確定發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下工作 時(shí)氣門(mén)間隙調(diào)整片的最大接觸應(yīng)力，用sji= 1，*··，Ν)表示發(fā)動(dòng)機(jī)在第i種工況工作時(shí)氣 門(mén)間隙調(diào)整片的最大接觸應(yīng)力。
[0033] 步驟3,確定氣門(mén)間隙調(diào)整片的接觸疲勞強(qiáng)度參數(shù)；
[0034] 具體的，通過(guò)接觸疲勞試驗(yàn)確定出，氣門(mén)間隙調(diào)整片的接觸疲勞強(qiáng)度極限以及接 觸疲勞壽命N與接觸應(yīng)力s之間的函數(shù)關(guān)系，即N=F(s)，F(xiàn)( ·)表示函數(shù)關(guān)系；
[0035] 例如，對(duì)于由Grl5合金鋼制造的氣門(mén)間隙調(diào)整片，通過(guò)接觸疲勞試驗(yàn)確定的 氣門(mén)間隙調(diào)整片的接觸疲勞壽命N與接觸應(yīng)力s之間的函數(shù)關(guān)系N=F(s)，具體為：
[0036] 步驟4,確定氣門(mén)間隙調(diào)整片壽命評(píng)定的有效接觸應(yīng)力及對(duì)應(yīng)工況；