一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及領(lǐng)域發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法，尤其涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法。本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法，包括以下步驟：步驟1）、在缸體的主推力線和次推力線、缸蓋火花塞孔、缸蓋氣門座上布置測(cè)量點(diǎn)并安裝熱電偶；步驟2）、設(shè)置缸孔主推力線和次推力線、缸孔連體區(qū)域、缸蓋氣門座、缸蓋火花塞孔的溫度報(bào)警范圍；步驟3）、測(cè)量溫度對(duì)運(yùn)行工況、冷卻液溫度、冷卻液系統(tǒng)壓力、冷卻液流量的靈敏度。本發(fā)明通過發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)，解決了某小缸體發(fā)動(dòng)機(jī)氣門燒蝕問題；有效開發(fā)了某增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋、缸體、冷卻系統(tǒng)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及領(lǐng)域發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法，尤其涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法。 一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法

【背景技術(shù)】
[0002] 目前我們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了多種試驗(yàn)的驗(yàn)證，比如耐久性試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn)、性能試 驗(yàn)、NVH試驗(yàn)等等，但沒有對(duì)整機(jī)進(jìn)行過熱分布試驗(yàn)，無法獲知燃燒室頂部，缸孔壁，水套等 關(guān)鍵部位的溫度分布情況，不了解發(fā)動(dòng)機(jī)在極限運(yùn)轉(zhuǎn)下的最高溫度，不利于對(duì)試驗(yàn)過程中 產(chǎn)生的一些零部件失效問題的分析，比如氣門燒蝕問題、火花塞失效模式、活塞燒蝕等。而 且，對(duì)新開發(fā)的或者優(yōu)化后的零部件(缸蓋、活塞、氣門等）也沒有驗(yàn)證依據(jù)，對(duì)零部件的開 發(fā)造成了 一定的困難。
[0003] 由于沒有熱分布試驗(yàn)，無法確定發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部位處的溫度與運(yùn)行工況、冷卻液流 量、冷卻液壓力、冷卻液溫度以及冷卻系統(tǒng)的構(gòu)造之間的相互作用。因此，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系 統(tǒng)的開發(fā)造成了一定的困難，也未能對(duì)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種發(fā) 動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法，解決了某小缸體發(fā)動(dòng)機(jī)氣門燒蝕問題；通過發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)，有效 開發(fā)了某增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的的缸蓋、缸體、冷卻系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案為提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法，包括以下步驟： 步驟1)、在缸體的主推力線和次推力線、缸蓋火花塞孔、缸蓋氣門座上布置測(cè)量點(diǎn)并安 裝熱電偶； 步驟2)、設(shè)置缸孔主推力線和次推力線、缸孔連體區(qū)域、缸蓋氣門座、缸蓋火花塞孔的 溫度報(bào)警范圍； 步驟3)、測(cè)量溫度對(duì)運(yùn)行工況、冷卻液溫度、冷卻液系統(tǒng)壓力、冷卻液流量的靈敏度。
[0006] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟1)中所述主推力線和所述次推力線的測(cè)量點(diǎn) 為距尚缸孔上平面深度 5 ±0. 5mm、13 ±0. 5mm、28 ±0. 5mm、40 ±0. 5m 處。
[0007] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟1)中缸蓋氣門座的測(cè)量點(diǎn)為距離燃燒室 2. 0±0. lmm、3. 0±0. 1mm 處。
[0008] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟1)中缸蓋氣門座的測(cè)點(diǎn)為進(jìn)排氣門之間或排 氣門之間。
[0009] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3)中缸蓋火花塞孔的測(cè)量點(diǎn)為在缸蓋火花塞 孔靠近燃燒室的第2與第3個(gè)螺紋之間。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟2)中缸孔主推力線和次推力線的溫度報(bào)警范 圍為180°C，缸孔連體區(qū)域的溫度報(bào)警范圍為240°C，缸蓋氣門座的溫度報(bào)警范圍為鋁缸蓋 250°C或鑄鐵缸蓋400°C，缸蓋火花塞孔的溫度報(bào)警范圍為205°C。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3)中測(cè)量溫度對(duì)運(yùn)行工況的靈敏度包括以下 步驟： 步驟11)、運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出口溫度為95±3°C ; 步驟12 )、在1000 ± 20rpm轉(zhuǎn)速下運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，然后以1000 ± 20rpm的增量加速，直到發(fā) 動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速；在加速過程中的每個(gè)轉(zhuǎn)速在發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷扭矩、90%的全負(fù)荷扭矩、80% 的全負(fù)荷扭矩時(shí)記錄數(shù)據(jù)：直到在一分鐘跨度內(nèi)測(cè)量溫度變化不超過1°C時(shí)才開始記錄數(shù) 據(jù)；在任何一個(gè)工況，只要測(cè)量溫度超過溫度報(bào)警設(shè)置值，均停止試驗(yàn)。根 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3)中測(cè)量溫度對(duì)冷卻液溫度的靈敏度包括以下步 驟： 21) 運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，逐步增大壓力； 22) 在1000rpm±20rpm運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，然后以1000±20rpm的增量加速直到發(fā)動(dòng)機(jī) 的最大轉(zhuǎn)速。在加速的每個(gè)轉(zhuǎn)速中，在冷卻液出口溫度為90±3°C、100±3°C、110±3°C、 120±3°C時(shí)記錄數(shù)據(jù)：直到在一分鐘跨度內(nèi)測(cè)量溫度變化不超過1°C時(shí)才開始記錄數(shù)據(jù)； 在任何一個(gè)工況，只要測(cè)量溫度超過溫度報(bào)警設(shè)置值，均停止試驗(yàn)。
[0012] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3)中測(cè)量溫度對(duì)冷卻液系統(tǒng)壓力的靈敏度包 括以下步驟： 31) 、運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，逐步增大壓力； 32) 、以1000±20rpm的轉(zhuǎn)速運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，然后以1000±20rpm的增量加速發(fā)動(dòng)機(jī)，直 至發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速；在每個(gè)轉(zhuǎn)速全負(fù)荷工況下記錄數(shù)據(jù)；直到在一分鐘跨度內(nèi)測(cè)量溫度 變化不超過1°C時(shí)才開始記錄數(shù)據(jù)；在任何一個(gè)工況，只要測(cè)量溫度超過溫度報(bào)警設(shè)置值， 均停止試驗(yàn)。
[0013] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3)中測(cè)量溫度對(duì)冷卻液流量的靈敏度包括以 下步驟： 41)以1000±20rpm的轉(zhuǎn)速運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，然后以1000±20rpm的增加加速發(fā)動(dòng)機(jī)，直至 發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速；用一個(gè)獨(dú)立的泵驅(qū)動(dòng)或者用一個(gè)閥控制，按以下百分比開度控制熱交 換器的流量進(jìn)行測(cè)試：80%、60%、40%、20% ;當(dāng)測(cè)量溫度超出溫度報(bào)警設(shè)置值10°C或更多時(shí)， 停止該系列的測(cè)試；在全負(fù)荷記錄數(shù)據(jù)；直到在一分鐘跨度內(nèi)金屬溫度變化不超過1°C時(shí) 才開始記錄數(shù)據(jù)。 本發(fā)明的有益效果是：確定缸蓋、氣門、燃燒室、火花塞孔等部位的溫度分布情況，以及 它們?cè)诎l(fā)動(dòng)機(jī)極限運(yùn)轉(zhuǎn)下的最高溫度，有利于分析缸蓋熱變形、氣門燒蝕、火花塞燒融等零 部件的失效模式，也為零部件的開發(fā)優(yōu)化提供驗(yàn)證支持；確定缸蓋、缸體的溫度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn) 行工況、冷卻液溫度、冷卻系統(tǒng)壓力、冷卻液流量的靈敏度，為缸體、缸蓋和冷卻系統(tǒng)的開發(fā) 設(shè)計(jì)提供參考，同時(shí)也為缸體、缸蓋和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供驗(yàn)證支持。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法中缸體主、次推力線安裝熱電偶測(cè)量點(diǎn)位置 結(jié)構(gòu)圖正面； 圖2是本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法中缸體主、次推力線安裝熱電偶測(cè)量點(diǎn)位置結(jié)構(gòu) 圖背面； 圖3是本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法中缸蓋氣門座測(cè)點(diǎn)布置圖； 圖4是本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法中缸蓋兩氣門發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣氣門座測(cè)點(diǎn)布置圖； 圖5是本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法中缸蓋四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣氣門座測(cè)點(diǎn)布置圖； 圖6是發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0016] 如圖1至圖6所示，本發(fā)明提供一種一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法，包括以下步驟： 步驟1)、在缸體的主推力線和次推力線距離缸孔上平面深度5±0· 5mm、13±0. 5mm、 28±0. 5mm、40±0. 5m處安裝熱電偶；在缸蓋火花塞孔靠近燃燒室的第2與第3個(gè)螺紋之間 安裝熱電偶；在缸蓋氣門座離燃燒室2.0±0. lmm、3.0±0. 1mm處，在進(jìn)排氣氣門之間（兩氣 門發(fā)動(dòng)機(jī))，或在排氣門之間（四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)）安裝熱電偶； 步驟2)、設(shè)置缸孔主推力線和次推力線、缸孔連體區(qū)域、缸蓋氣門座、缸蓋火花塞孔的 溫度報(bào)警范圍； 步驟3)、測(cè)量溫度對(duì)運(yùn)行工況、冷卻液溫度、冷卻液系統(tǒng)壓力、冷卻液流量的靈敏度。
[0017] 所述步驟3)中缸蓋火花塞孔的測(cè)量點(diǎn)為在缸蓋火花塞孔所述步驟2)中缸孔主推 力線和次推力線的溫度報(bào)警范圍為180°C，缸孔連體區(qū)域的溫度報(bào)警范圍為240°C，缸蓋氣 門座的溫度報(bào)警范圍為鋁缸蓋250°C或鑄鐵缸蓋400°C，缸蓋火花塞孔的溫度報(bào)警范圍為 205。。。
[0018] 所述步驟3)中測(cè)量溫度對(duì)運(yùn)行工況的靈敏度包括以下步驟： 步驟11)、運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出口溫度為95±3°C ; 步驟12 )、在1000 ± 20rpm轉(zhuǎn)速下運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，然后以1000 ± 20rpm的增量加速，直到發(fā) 動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速；在加速過程中的每個(gè)轉(zhuǎn)速在發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷扭矩、90%的全負(fù)荷扭矩、80% 的全負(fù)荷扭矩時(shí)記錄數(shù)據(jù)：直到在一分鐘跨度內(nèi)測(cè)量溫度變化不超過1°C時(shí)才開始記錄數(shù) 據(jù)；在任何一個(gè)工況，只要測(cè)量溫度超過溫度報(bào)警設(shè)置值，均停止試驗(yàn)。
[0019] 所述步驟3)中測(cè)量溫度對(duì)冷卻液溫度的靈敏度包括以下步驟： 21) 運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，逐步增大壓力； 22) 在1000rpm±20rpm運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，然后以1000±20rpm的增量加速直到發(fā)動(dòng)機(jī) 的最大轉(zhuǎn)速。在加速的每個(gè)轉(zhuǎn)速中，在冷卻液出口溫度為90±3°C、100±3°C、110±3°C、 120±3°C時(shí)記錄數(shù)據(jù)：直到在一分鐘跨度內(nèi)測(cè)量溫度變化不超過1°C時(shí)才開始記錄數(shù)據(jù)； 在任何一個(gè)工況，只要測(cè)量溫度超過溫度報(bào)警設(shè)置值，均停止試驗(yàn)。
[0020] 所述步驟3)中測(cè)量溫度對(duì)冷卻液系統(tǒng)壓力的靈敏度包括以下步驟： 31) 、運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，逐步增大壓力； 32) 、以1000±20rpm的轉(zhuǎn)速運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，然后以1000±20rpm的增量加速發(fā)動(dòng)機(jī)，直 至發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速；在每個(gè)轉(zhuǎn)速全負(fù)荷工況下記錄數(shù)據(jù)；直到在一分鐘跨度內(nèi)測(cè)量溫度 變化不超過1°C時(shí)才開始記錄數(shù)據(jù)；在任何一個(gè)工況，只要測(cè)量溫度超過溫度報(bào)警設(shè)置值， 均停止試驗(yàn)。
[0021] 所述步驟3)中測(cè)量溫度對(duì)冷卻液流量的靈敏度包括以下步驟： 41)以1000±20rpm的轉(zhuǎn)速運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，然后以1000±20rpm的增加加速發(fā)動(dòng)機(jī)，直至 發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速；用一個(gè)獨(dú)立的泵驅(qū)動(dòng)或者用一個(gè)閥控制，按以下百分比開度控制熱交 換器的流量進(jìn)行測(cè)試：80%、60%、40%、20% ;當(dāng)測(cè)量溫度超出溫度報(bào)警設(shè)置值10°C或更多時(shí)， 停止該系列的測(cè)試；在全負(fù)荷記錄數(shù)據(jù)；直到在一分鐘跨度內(nèi)金屬溫度變化不超過1°C時(shí) 才開始記錄數(shù)據(jù)。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā) 明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱分布試驗(yàn)方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟1)、在缸體的主推力線和次推力線、缸蓋火花塞孔、缸蓋氣門座上布置測(cè)量點(diǎn)并安 裝熱電偶； 步驟2)、設(shè)置缸孔主推力線和次推力線、缸孔連體區(qū)域、缸蓋氣門座、缸蓋火花塞孔的 溫度報(bào)警范圍； 步驟3)、測(cè)量溫度對(duì)運(yùn)行工況、冷卻液溫度、冷卻液系統(tǒng)壓力、冷卻液流量的靈敏度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于：所述步驟1)中所述主推力線和所述次推力線 的測(cè)量點(diǎn)為距尚缸孔上平面深度5±0. 5mm、13±0. 5mm、28±0. 5mm、40±0. 5m處。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于：所述步驟1)中缸蓋氣門座的測(cè)量點(diǎn)為距離燃 燒室 2. 0±0· lmm、3. 0±0· 1mm 處。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于：所述步驟1)中缸蓋氣門座的測(cè)點(diǎn)為進(jìn)排氣門 之間或排氣門之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于：所述步驟3)中缸蓋火花塞孔的測(cè)量點(diǎn)為在缸 蓋火花塞孔靠近燃燒室的第2與第3個(gè)螺紋之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于：所述步驟2)中缸孔主推力線和次推力線的溫 度報(bào)警范圍為180°C，缸孔連體區(qū)域的溫度報(bào)警范圍為240°C，缸蓋氣門座的溫度報(bào)警范圍 為鋁缸蓋250°C或鑄鐵缸蓋400°C，缸蓋火花塞孔的溫度報(bào)警范圍為205°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于：所述步驟3)中測(cè)量溫度對(duì)運(yùn)行工況的靈敏度 包括以下步驟： 步驟11)、運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出口溫度為95±3°C ; 步驟12)、在1000±20rpm轉(zhuǎn)速下運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，然后以1000±20rpm的增量加速，直到發(fā) 動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速；在加速過程中的每個(gè)轉(zhuǎn)速在發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷扭矩、90%的全負(fù)荷扭矩、80% 的全負(fù)荷扭矩時(shí)記錄數(shù)據(jù)：直到在一分鐘跨度內(nèi)測(cè)量溫度變化不超過1°C時(shí)才開始記錄數(shù) 據(jù)；在任何一個(gè)工況，只要測(cè)量溫度超過溫度報(bào)警設(shè)置值，均停止試驗(yàn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于：所述步驟3)中測(cè)量溫度對(duì)冷卻液溫度的靈敏 度包括以下步驟： 21) 運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，逐步增大壓力； 22) 在1000rpm±20rpm運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，然后以1000±20rpm的增量加速直到發(fā)動(dòng)機(jī) 的最大轉(zhuǎn)速；在加速的每個(gè)轉(zhuǎn)速中，在冷卻液出口溫度為90±3°C、100±3°C、110±3°C、 120±3°C時(shí)記錄數(shù)據(jù)：直到在一分鐘跨度內(nèi)測(cè)量溫度變化不超過1°C時(shí)才開始記錄數(shù)據(jù)； 在任何一個(gè)工況，只要測(cè)量溫度超過溫度報(bào)警設(shè)置值，均停止試驗(yàn)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于：所述步驟3)中測(cè)量溫度對(duì)冷卻液系統(tǒng)壓力的 靈敏度包括以下步驟： 31) 、運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，逐步增大壓力； 32) 、以1000±20rpm的轉(zhuǎn)速運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，然后以1000±20rpm的增量加速發(fā)動(dòng)機(jī)，直 至發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速；在每個(gè)轉(zhuǎn)速全負(fù)荷工況下記錄數(shù)據(jù)；直到在一分鐘跨度內(nèi)測(cè)量溫度 變化不超過1°C時(shí)才開始記錄數(shù)據(jù)；在任何一個(gè)工況，只要測(cè)量溫度超過溫度報(bào)警設(shè)置值， 均停止試驗(yàn)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于：所述步驟3)中測(cè)量溫度對(duì)冷 卻液流量的靈敏度包括以下步驟： 41)以1000±20rpm的轉(zhuǎn)速運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，然后以1000±20rpm的增加加速發(fā)動(dòng)機(jī)，直至 發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速；用一個(gè)獨(dú)立的泵驅(qū)動(dòng)或者用一個(gè)閥控制，按以下百分比開度控制熱交 換器的流量進(jìn)行測(cè)試：80%、60%、40%、20% ;當(dāng)測(cè)量溫度超出溫度報(bào)警設(shè)置值10°C或更多時(shí)， 停止該系列的測(cè)試；在全負(fù)荷記錄數(shù)據(jù)；直到在一分鐘跨度內(nèi)金屬溫度變化不超過1°C時(shí) 才開始記錄數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G01M15/04GK104101502SQ201410338464
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】黃鷹, 李佳家, 徐彩妮, 葉年業(yè), 李榮富 申請(qǐng)人:上汽通用五菱汽車股份有限公司