一种发动机连杆组参数确定方法及装置与流程

本发明涉及发动机，尤其涉及一种发动机连杆组参数确定方法及装置。

背景技术：

1、在新能源动力总成技术的大趋势下，对于传统发动机，提升热效率是现阶段工作重点及难点问题。而其中，降摩擦技术通过减少摩擦损失，提升发动机热效率，具有高性价比，已成为汽车发动机提升热效率和经济性的重要途径之一。发动机连杆轴承摩擦损失约占整机摩擦损失15～30％，可见，有效降低连杆轴承摩擦损失可显著提升发动机的热效率和经济性。

2、通常情况下，连杆轴承的关键设计参数在发动机概念设计阶段完成选型和定义，在后续的详细设计阶段基本不会发生设计变更，而且在试制阶段需按照关键设计参数定义连杆轴承的试制样件，因此，在发动机概念设计阶段，确定合理的连杆轴承的关键设计参数，为连杆的设计开发提供理论依据，是保证连杆可靠耐久性能，且有效降低连杆轴承摩擦损失，有效提升发动机的热效率和经济性的关键技术方向。

技术实现思路

1、本技术提供一种发动机连杆组参数确定方法及装置，以解决发动机提升热效率难的技术问题，在发动机概念设计阶段，平衡连杆轴承强度可靠性要求和摩擦功损失，选择合理的连杆轴承直径和宽度，有效降低连杆轴承摩擦损失，有效提升发动机的热效率和经济性。

2、鉴于上述问题，提出了本技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的发动机连杆组参数确定方法及装置。

3、第一方面，提供一种发动机连杆组参数确定方法，应用于服务器，服务器预配置有虚拟曲柄连杆机构模型，虚拟曲柄连杆机构模型包括虚拟活塞组模型、虚拟连杆模型、虚拟连杆轴承模型、虚拟曲轴模型、虚拟主轴承模型，虚拟活塞组模型、虚拟连杆模型、虚拟连杆轴承模型、虚拟曲轴模型、虚拟主轴承模型依次传动连接；该方法包括：

4、在不同时刻下配置不同的虚拟连杆轴承模型的关键设计参数，记录配置的虚拟连杆轴承模型的关键设计参数的集合；

5、在不同时刻下向虚拟活塞组模型加载激励，虚拟活塞组模型作往复直线运动，驱动虚拟连杆模型作平面运动，虚拟连杆模型通过虚拟连杆轴承模型驱动虚拟曲轴模型作旋转运动，分别检测虚拟连杆轴承模型的载荷；其中，激励是根据发动机运行时的真实缸压曲线得到的；

6、根据虚拟连杆轴承模型的载荷、虚拟连杆轴承模型的关键设计参数，得到虚拟连杆轴承模型的强度，以及确定虚拟连杆轴承模型的摩擦功；

7、根据虚拟连杆轴承模型的强度、虚拟连杆轴承模型的摩擦功设定筛选条件，从虚拟连杆轴承模型的关键设计参数的集合中，确定满足筛选条件的虚拟连杆轴承模型的关键设计参数。

8、可选的，根据虚拟连杆轴承模型的强度、虚拟连杆轴承模型的摩擦功设定筛选条件，包括：

9、根据虚拟连杆轴承模型的强度设定第一筛选条件，得到第一筛选函数，第一筛选条件为：虚拟连杆轴承模型的强度小于或等于虚拟连杆轴承模型的疲劳强度；

10、根据虚拟连杆轴承模型的摩擦功设定第二筛选条件，得到第二筛选函数，第二筛选条件为：虚拟连杆轴承模型的摩擦功最小；

11、从虚拟连杆轴承模型的关键设计参数的集合中，确定满足筛选条件的虚拟连杆轴承模型的关键设计参数，包括：从虚拟连杆轴承模型的关键设计参数的集合中，确定满足第一筛选函数、第二筛选函数的虚拟连杆轴承模型的关键设计参数。

12、可选的，虚拟连杆轴承模型的关键设计参数包括虚拟连杆轴承模型的直径、虚拟连杆轴承模型的宽度。

13、可选的，根据虚拟连杆轴承模型的载荷、虚拟连杆轴承模型的关键设计参数，得到虚拟连杆轴承模型的强度，包括：

14、根据算式a＝dcb·lcb，确定虚拟连杆轴承模型的有效承载面积；

15、其中，a为虚拟连杆轴承模型的有效承载面积，dcb为虚拟连杆轴承模型的直径，lcb为虚拟连杆轴承模型的宽度；

16、根据算式确定虚拟连杆轴承模型的强度满足算式

17、其中，σcb为虚拟连杆轴承模型的强度，max[fcb]为虚拟连杆轴承模型的载荷最大值，fcb为虚拟连杆轴承模型的载荷。

18、可选的，根据虚拟连杆轴承模型的强度设定第一筛选条件，得到第一筛选函数，包括：

19、根据算式σcb≤σn，确定第一筛选条件；其中，σn为虚拟连杆轴承模型的疲劳强度；

20、根据算式σcb≤σn、算式确定第一筛选函数满足算式

21、可选的，根据算式确定向虚拟活塞组模型加载的激励；其中，f为向虚拟活塞组模型加载的激励，d为虚拟曲柄连杆机构模型中配置的气缸直径，pg为缸压曲线中配置的缸内气体燃烧压力，n为虚拟曲柄连杆机构模型中配置的发动机转速，mj为所述虚拟曲柄连杆机构模型中配置的往复运动质量，ψ为虚拟曲轴模型的曲轴转角，r为虚拟曲轴模型的曲柄半径；

22、根据算式确定虚拟曲轴模型的曲柄销的载荷；

23、其中，fq为虚拟曲轴模型的曲柄销的载荷，f为向虚拟活塞组模型加载的激励，n为所述虚拟曲柄连杆机构模型中配置的发动机转速，mr为虚拟曲柄连杆机构模型中配置的旋转运动质量，ψ为虚拟曲轴模型的曲轴转角，δ为虚拟连杆模型的连杆摆角，r为虚拟曲轴模型的曲柄半径；

24、根据算式fcb＝fq，确定虚拟连杆轴承模型的载荷；其中，fcb为虚拟连杆轴承模型的载荷，fq为虚拟曲轴模型的曲柄销的载荷。

25、可选的，根据虚拟连杆轴承模型的摩擦功设定第二筛选条件，得到第二筛选函数，包括：

26、根据第二筛选条件，确定第二筛选函数满足算式：(d,l)＝arg min rfmep(dcb,lcb)；

27、其中，(d,l)为虚拟连杆轴承模型的摩擦功最小时，虚拟连杆轴承模型的直径值和宽度值的组合；rfmep为虚拟连杆轴承模型的摩擦功，dcb为虚拟连杆轴承模型的直径，lcb为虚拟连杆轴承模型的宽度。

28、可选的，检测虚拟连杆轴承模型的摩擦功，包括：

29、根据算式确定虚拟连杆轴承模型的摩擦功；

30、其中，rfmep为虚拟连杆轴承模型的摩擦功；c1为虚拟连杆轴承模型中配置的油膜润滑摩擦功修正系数，μ′为虚拟曲柄连杆机构模型中配置的机油粘度修正系数，n为虚拟曲柄连杆机构模型中配置的发动机转速，dcb为虚拟连杆轴承模型的直径，lcb为虚拟连杆轴承模型的宽度，ncb为虚拟连杆轴承模型的数量，d为虚拟曲柄连杆机构模型中配置的气缸直径，b为虚拟活塞组模型的活塞行程，i为虚拟曲柄连杆机构模型中配置的发动机气缸数量；机油粘度修正系数满足算式其中，μ为所述虚拟曲柄连杆机构模型中配置的机油粘度，μ0为所述虚拟曲柄连杆机构模型配置的机油粘度标准值。

31、可选的，在不同时刻下配置不同的虚拟连杆轴承模型的关键设计参数，记录配置的虚拟连杆轴承模型的关键设计参数的集合，包括：

32、在不同时刻下配置不同的虚拟连杆轴承模型的直径、虚拟连杆轴承模型的宽度，记录配置的虚拟连杆轴承模型的直径和虚拟连杆轴承模型的宽度的集合；

33、从虚拟连杆轴承模型的关键设计参数的集合中，确定满足第一筛选函数和第二筛选函数的虚拟连杆轴承模型的关键设计参数，包括：

34、将虚拟连杆轴承模型的直径和虚拟连杆轴承模型的宽度的集合代入第一筛选函数，筛选出满足第一筛选条件的虚拟连杆轴承模型的直径和虚拟连杆轴承模型的宽度的集合；

35、将满足第一筛选条件的虚拟连杆轴承模型的直径和虚拟连杆轴承模型的宽度的集合代入第二筛选函数，筛选出满足第二筛选条件的虚拟连杆轴承模型的直径和虚拟连杆轴承模型的宽度。

36、第二方面，提供一种发动机连杆组参数确定装置，应用于服务器，服务器预配置有虚拟曲柄连杆机构模型，虚拟曲柄连杆机构模型包括虚拟活塞组模型、虚拟连杆模型、虚拟连杆轴承模型、虚拟曲轴模型、虚拟主轴承模型，虚拟活塞组模型、虚拟连杆模型、虚拟连杆轴承模型、虚拟曲轴模型、虚拟主轴承模型依次传动连接；该装置包括：

37、参数配置单元，用于在不同时刻下配置不同的虚拟连杆轴承模型的关键设计参数，记录配置的虚拟连杆轴承模型的关键设计参数的集合；

38、检测单元，用于在不同时刻下向虚拟活塞组模型加载激励，虚拟活塞组模型作往复直线运动，驱动虚拟连杆模型作平面运动，虚拟连杆模型通过虚拟连杆轴承模型驱动虚拟曲轴模型作旋转运动，分别检测虚拟连杆轴承模型的载荷；其中，激励是根据发动机运行时的真实缸压曲线得到的；

39、强度与摩擦功确定单元，根据虚拟连杆轴承模型的载荷、虚拟连杆轴承模型的关键设计参数，得到虚拟连杆轴承模型的强度，以及确定虚拟连杆轴承模型的摩擦功；

40、筛选单元，根据虚拟连杆轴承模型的强度、虚拟连杆轴承模型的摩擦功设定筛选条件，从虚拟连杆轴承模型的关键设计参数的集合中，确定满足筛选条件的虚拟连杆轴承模型的关键设计参数。

41、第三方面，提供一种服务器，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上的计算机程序，计算机程序配置为由处理器调用时实现第一方面的发动机连杆组参数确定方法的步骤。

42、本技术实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

43、本技术实施例提供的发动机连杆组参数确定方法及装置，通过虚拟曲柄连杆机构模型获取配置不同连杆轴承关键设计参数时的载荷，根据载荷、关键设计参数确定连杆轴承的强度与摩擦功并设定筛选条件，根据筛选条件筛选满足要求的连杆轴承关键设计参数，从而实现在发动机概念设计阶段，平衡连杆轴承强度可靠性要求和摩擦功损失，确定合理的连杆轴承关键设计参数，为连杆的设计开发提供理论依据，保证连杆可靠耐久性能，有效降低连杆轴承摩擦损失，有效提升发动机的热效率和经济性。本技术通过虚拟曲柄连杆机构模型的应用，能够针对不同连杆组构建连杆轴承强度可靠性和摩擦功计算判定，实现连杆轴承关键设计参数的快速选型，获取最优的连杆轴承关键设计参数，实现保证连杆轴承的强度可靠性达标且连杆轴承摩擦损失最优化的设计。

44、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。