车用发动机载荷谱编制方法
【专利摘要】本发明公开了一种车用发动机载荷谱编制方法，主要由以下步骤组成：（1）基准参数选取、（2）峰谷值检测、（3）小载荷去除、（4）多参数峰谷值计数、（5）发动机载荷序列谱、（6）载荷过渡时间矩阵、（7）载荷保持时间矩阵、（8）发动机载荷时间谱。本发明可以解决车用发动机载荷谱编制，将载荷谱作为发动机设计、试验、定型、定寿和延寿的规范的技术问题。
【专利说明】车用发动机载荷谱编制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车用发动机台架耐久性试验的技术。特别是涉及应用多参数载荷处理技术对车用发动机载荷谱编制的方法，属于动力机械工程可靠性【技术领域】。
技术背景
[0002]发动机载荷谱是发动机在规定任务、用法和使用条件下载荷参数的统计，是发动机及其零部件结构强度分析、可靠性与寿命研究的根本依据。
[0003]发动机载荷谱通常由其总体性能参数(如发动机转速、油门齿杆位置、平均有效压力、发动机扭矩或功率等)所构成，综合反映发动机在使用中的热负荷和机械负荷。发动机整机载荷谱因其统计的对象是发动机的主要工作参数，它能反映发动机总体受载的相对状况，通常整机载荷谱可以用于编制试车大纲。
[0004]发动机载荷谱是发动机结构寿命研究的载荷依据。通过载荷谱的研究，可以得到整机和零部件使用的重要载荷信息。该项研究对在研发动机和现役发动机的定寿以及延寿具有重要意义。
[0005](I)发动机载荷谱是新研机耐久性和可靠性设计的基础
[0006]早期发动机的设计重点一直是着眼于发动机的性能，而对结构强度只作一般的经验验算和静强度试验，在设计中基本不涉及发动机的寿命问题。随着高功率密度发动机的发展，发动机的工作条件越来越严酷，结构复杂性越来越高，同时对发动机的使用寿命也有了更高的要求，由此导致发动机在使用中不断暴露出严重的结构强度、耐久性问题。
[0007](2)发动机载荷谱是发动机使用寿命确定的重要依据
[0008]现役发动机使用寿命，主要受其关重件寿命限制。发动机关重件寿命的主要失效形式如疲劳损伤、磨损失效均取决于发动机的任务剖面和使用环境，也就是发动机载荷谱。
[0009]不同任务剖面对发动机主要零部件的损伤差异是巨大的。载荷谱的苛刻性将直接决定发动机的实际使用寿命。如不进行载荷谱相关的研究工作，发动机寿命只能以最保守的方式给出，由此可见载荷谱研究在发动机定寿中是不可缺少的。
[0010]自上世纪八十年代以来，航空领域对载荷谱研究非常重视，航空发动机载荷谱的发展比较迅速，并且已经取得了一定的研究成果，对发动机结构寿命及可靠性研究起到了积极的推动作用。但是目前为止，我国车用发动机载荷谱还没有较为深入的研究，使得发动机的设计方法一直采用参考类比的沿袭经验设计，而并不是基于载荷谱的可靠性设计。而可靠性设计的核心思想就是将载荷谱作为发动机设计、试验、定型、定寿和延寿的规范。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是提供一种车用发动机载荷谱编制方法，以解决编制车用发动机载荷谱，将载荷谱作为发动机设计、试验、定型、定寿和延寿的规范的技术问题。
[0012]为了实现上述发明目的，本发明的车用发动机载荷谱编制方法的步骤如下:
[0013](I)基准载荷分析:[0014]车用发动机载荷谱通常由两个参数组成，对其进行载荷编谱要选定基准载荷作为主计数参数，另一个变量为非基准载荷作为辅助计数参数；与发动机载荷相关系数强的确定为基准载荷，相关系数弱的确定为非基准载荷；
[0015]两个随机序列X (η)与y(n)的相关系数矩阵估计为:
[0016]
【权利要求】
1.车用发动机载荷谱编制方法，其步骤如下: (1)基准载荷分析: 车用发动机载荷谱通常由两个参数组成，对其进行载荷编谱要选定基准载荷作为主计数参数，另一个变量为非基准载荷作为辅助计数参数；与发动机载荷相关系数强的确定为基准载荷，相关系数弱的确定为非基准载荷； 两个随机序列X (η)与y(n)的相关系数矩阵估计为:
2.如权利要求1所述的车用发动机载荷谱编制方法，所述发动机两个或两个以上参数主要包括:转速/扭矩或转速/平均有效压力相关时间矩阵。
3.如权利要求1所述的车用发动机载荷谱编制方法，所述小载荷去除按一定标准规定一个小载荷幅值的门槛值，小于该门槛值的幅值则为小幅载荷，可去除；其表达式如下:
Dmin=(PVmax-PVfflin) Δ% (5) 其中:Dmin~小载荷幅值门槛值 PVmax—载荷历程的最大值PVmin—载荷历程的最小值 Δ %——小载荷门槛值系数。
4.如权利要求1所述的车用发动机载荷谱编制方法，所述多参数峰谷值计数对于多任务剖面的车用发动机，在求出各类型任务剖面下的载荷循环矩阵后，根据各任务剖面加权系数求得全任务剖面下的载荷循环矩阵； 假定车辆在m种任务剖面下行驶，各任务剖面下行驶的里程占总寿命里程的百分比为P1, P2,…，Pffl,各典型任务剖面下的试验里程分别为S1, S2,…，Sffl;各试验任务剖面下发动机载荷循环数分别为Ii1, n2,…，nm则第i任务剖面载荷循环发生的频率为
5.如权利要求1所述的车用发动机载荷谱编制方法，所述车用发动机载荷参数由扭矩/转速两个参数组成，扭矩反映了发动机载荷的大小，转速反映了发动机载荷的频率。
6.如权利要求1所述的车用发动机载荷谱编制方法，所述车用发动机载荷两个参数还包括:功率/扭矩、平均有效压力/转速。
【文档编号】G01M15/00GK103678256SQ201210353293
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月20日 优先权日:2012年9月20日
【发明者】骆清国, 王旭东, 龚正波, 刘红彬, 冉光政, 司东亚, 杨良平, 马强, 喻虎, 冯帅 申请人:中国人民解放军装甲兵工程学院