| 专利名称： | 一种发动机热分布试验方法 | ||
| 专利名称(英文)： | Engine heat distribution test method | ||
| 专利号： | CN201410338464.3 | 申请时间： | 20140716 |
| 公开号： | CN104101502A | 公开时间： | 20141015 |
| 申请人： | 上汽通用五菱汽车股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 545007 广西壮族自治区柳州市柳南区河西路18号 | ||
| 发明人： | 黄鹰; 李佳家; 徐彩妮; 叶年业; 李荣富 | ||
| 分类号： | G01M15/04 | 主分类号： | G01M15/04 |
| 代理机构： | 深圳市科吉华烽知识产权事务所(普通合伙) 44248 | 代理人： | 刘显扬; 黄晓笛 |
| 摘要： | 本发明涉及领域发动机试验方法，尤其涉及一种发动机热分布试验方法。本发明提供一种发动机热分布试验方法，包括以下步骤：步骤1）、在缸体的主推力线和次推力线、缸盖火花塞孔、缸盖气门座上布置测量点并安装热电偶；步骤2）、设置缸孔主推力线和次推力线、缸孔连体区域、缸盖气门座、缸盖火花塞孔的温度报警范围；步骤3）、测量温度对运行工况、冷却液温度、冷却液系统压力、冷却液流量的灵敏度。本发明通过发动机热分布试验，解决了某小缸体发动机气门烧蚀问题；有效开发了某增压发动机的缸盖、缸体、冷却系统。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention relates to the field of engine test methods and particularly relates to an engine heat distribution test method. The engine heat distribution test method includes the following steps of step one, arranging measurement points and installing thermocouples on a main thrust line of a cylinder body, an auxiliary thrust line of the cylinder body, a cylinder cover spark plug hole, and a cylinder cover valve seat; step two, arranging temperature alarming ranges of a cylinder hole main thrust line, a cylinder hole auxiliary thrust line, a cylinder hole connection area, the cylinder cover valve seat, and the cylinder cover piston plug hole; step three, measuring sensitivity of temperatures on an operation condition, a cooling liquid temperature, a cooling liquid system pressure, and a cooling liquid flow. According to the engine heat distribution test method, by means an engine heat distribution test, the problem of engine valve ablation of a small cylinder body is solved; a cylinder cover, a cylinder body, and a cooling system of a supercharged engine are effectively developed. | ||
1.一种发动机热分布试验方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1）、在缸体的主推力线和次推力线、缸盖火花塞孔、缸盖气门座上布置测量点并安装热电偶； 步骤2）、设置缸孔主推力线和次推力线、缸孔连体区域、缸盖气门座、缸盖火花塞孔的温度报警范围； 步骤3）、测量温度对运行工况、冷却液温度、冷却液系统压力、冷却液流量的灵敏度。
2.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤1）中所述主推力线和所述次推力线的测量点为距离缸孔上平面深度5±0.5mm、13±0.5mm、28±0.5mm、40±0.5m处。
3.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤1）中缸盖气门座的测量点为距离燃烧室2.0±0.1mm、3.0±0.1mm处。
4.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤1）中缸盖气门座的测点为进排气门之间或排气门之间。
5.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤3）中缸盖火花塞孔的测量点为在缸盖火花塞孔靠近燃烧室的第2与第3个螺纹之间。
6.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤2）中缸孔主推力线和次推力线的温度报警范围为180℃，缸孔连体区域的温度报警范围为240℃，缸盖气门座的温度报警范围为铝缸盖250℃或铸铁缸盖400℃，缸盖火花塞孔的温度报警范围为205℃。
7.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤3）中测量温度对运行工况的灵敏度包括以下步骤： 步骤11）、运行发动机，控制发动机冷却液出口温度为95±3℃； 步骤12）、在1000±20rpm转速下运行发动机，然后以1000±20rpm的增量加速，直到发动机的最高转速；在加速过程中的每个转速在发动机全负荷扭矩、90%的全负荷扭矩、80%的全负荷扭矩时记录数据：直到在一分钟跨度内测量温度变化不超过1℃时才开始记录数据；在任何一个工况，只要测量温度超过温度报警设置值，均停止试验。
8.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤3）中测量温度对冷却液温度的灵敏度包括以下步骤： 21）运行发动机，逐步增大压力； 22）在1000rpm±20rpm 运行发动机，然后以1000±20rpm 的增量加速直到发动机的最大转速；在加速的每个转速中，在冷却液出口温度为90±3℃、100±3℃、110±3℃、120±3℃时记录数据：直到在一分钟跨度内测量温度变化不超过1℃时才开始记录数据；在任何一个工况，只要测量温度超过温度报警设置值，均停止试验。
9.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤3）中测量温度对冷却液系统压力的灵敏度包括以下步骤： 31）、运行发动机，逐步增大压力； 32）、以1000±20rpm的转速运行发动机，然后以1000±20rpm 的增量加速发动机，直至发动机的最高转速；在每个转速全负荷工况下记录数据；直到在一分钟跨度内测量温度变化不超过1℃时才开始记录数据；在任何一个工况，只要测量温度超过温度报警设置值，均停止试验。
10.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤3）中测量温度对冷 却液流量的灵敏度包括以下步骤： 41）以1000±20rpm的转速运行发动机，然后以1000±20rpm 的增加加速发动机，直至发动机的最高转速；用一个独立的泵驱动或者用一个阀控制，按以下百分比开度控制热交换器的流量进行测试：80%、60%、40%、20%；当测量温度超出温度报警设置值10℃或更多时，停止该系列的测试；在全负荷记录数据；直到在一分钟跨度内金属温度变化不超过1℃时才开始记录数据。
1.一种发动机热分布试验方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1）、在缸体的主推力线和次推力线、缸盖火花塞孔、缸盖气门座上布置测量点并安装热电偶； 步骤2）、设置缸孔主推力线和次推力线、缸孔连体区域、缸盖气门座、缸盖火花塞孔的温度报警范围； 步骤3）、测量温度对运行工况、冷却液温度、冷却液系统压力、冷却液流量的灵敏度。
2.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤1）中所述主推力线和所述次推力线的测量点为距离缸孔上平面深度5±0.5mm、13±0.5mm、28±0.5mm、40±0.5m处。
3.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤1）中缸盖气门座的测量点为距离燃烧室2.0±0.1mm、3.0±0.1mm处。
4.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤1）中缸盖气门座的测点为进排气门之间或排气门之间。
5.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤3）中缸盖火花塞孔的测量点为在缸盖火花塞孔靠近燃烧室的第2与第3个螺纹之间。
6.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤2）中缸孔主推力线和次推力线的温度报警范围为180℃，缸孔连体区域的温度报警范围为240℃，缸盖气门座的温度报警范围为铝缸盖250℃或铸铁缸盖400℃，缸盖火花塞孔的温度报警范围为205℃。
7.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤3）中测量温度对运行工况的灵敏度包括以下步骤： 步骤11）、运行发动机，控制发动机冷却液出口温度为95±3℃； 步骤12）、在1000±20rpm转速下运行发动机，然后以1000±20rpm的增量加速，直到发动机的最高转速；在加速过程中的每个转速在发动机全负荷扭矩、90%的全负荷扭矩、80%的全负荷扭矩时记录数据：直到在一分钟跨度内测量温度变化不超过1℃时才开始记录数据；在任何一个工况，只要测量温度超过温度报警设置值，均停止试验。
8.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤3）中测量温度对冷却液温度的灵敏度包括以下步骤： 21）运行发动机，逐步增大压力； 22）在1000rpm±20rpm 运行发动机，然后以1000±20rpm 的增量加速直到发动机的最大转速；在加速的每个转速中，在冷却液出口温度为90±3℃、100±3℃、110±3℃、120±3℃时记录数据：直到在一分钟跨度内测量温度变化不超过1℃时才开始记录数据；在任何一个工况，只要测量温度超过温度报警设置值，均停止试验。
9.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤3）中测量温度对冷却液系统压力的灵敏度包括以下步骤： 31）、运行发动机，逐步增大压力； 32）、以1000±20rpm的转速运行发动机，然后以1000±20rpm 的增量加速发动机，直至发动机的最高转速；在每个转速全负荷工况下记录数据；直到在一分钟跨度内测量温度变化不超过1℃时才开始记录数据；在任何一个工况，只要测量温度超过温度报警设置值，均停止试验。
10.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤3）中测量温度对冷 却液流量的灵敏度包括以下步骤： 41）以1000±20rpm的转速运行发动机，然后以1000±20rpm 的增加加速发动机，直至发动机的最高转速；用一个独立的泵驱动或者用一个阀控制，按以下百分比开度控制热交换器的流量进行测试：80%、60%、40%、20%；当测量温度超出温度报警设置值10℃或更多时，停止该系列的测试；在全负荷记录数据；直到在一分钟跨度内金属温度变化不超过1℃时才开始记录数据。
翻译：技术领域
本发明涉及领域发动机试验方法，尤其涉及一种发动机热分布试验方法。
背景技术
目前我们对发动机进行了多种试验的验证，比如耐久性试验、可靠性试验、性能试验、NVH试验等等，但没有对整机进行过热分布试验，无法获知燃烧室顶部，缸孔壁，水套等关键部位的温度分布情况，不了解发动机在极限运转下的最高温度，不利于对试验过程中产生的一些零部件失效问题的分析，比如气门烧蚀问题、火花塞失效模式、活塞烧蚀等。而且，对新开发的或者优化后的零部件（缸盖、活塞、气门等）也没有验证依据，对零部件的开发造成了一定的困难。
由于没有热分布试验，无法确定发动机关键部位处的温度与运行工况、冷却液流量、冷却液压力、冷却液温度以及冷却系统的构造之间的相互作用。因此，对发动机冷却系统的开发造成了一定的困难，也未能对冷却系统的设计进行验证。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种发动机热分布试验方法，解决了某小缸体发动机气门烧蚀问题；通过发动机热分布试验，有效开发了某增压发动机的的缸盖、缸体、冷却系统。
本发明采取的技术方案为提供一种发动机热分布试验方法，包括以下步骤：
步骤1）、在缸体的主推力线和次推力线、缸盖火花塞孔、缸盖气门座上布置测量点并安装热电偶；
步骤2）、设置缸孔主推力线和次推力线、缸孔连体区域、缸盖气门座、缸盖火花塞孔的温度报警范围；
步骤3）、测量温度对运行工况、冷却液温度、冷却液系统压力、冷却液流量的灵敏度。
作为本发明的进一步改进，所述步骤1）中所述主推力线和所述次推力线的测量点为距离缸孔上平面深度5±0.5mm、13±0.5mm、28±0.5mm、40±0.5m处。
作为本发明的进一步改进，所述步骤1）中缸盖气门座的测量点为距离燃烧室2.0±0.1mm、3.0±0.1mm处。
作为本发明的进一步改进，所述步骤1）中缸盖气门座的测点为进排气门之间或排气门之间。
作为本发明的进一步改进，所述步骤3）中缸盖火花塞孔的测量点为在缸盖火花塞孔靠近燃烧室的第2与第3个螺纹之间。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2）中缸孔主推力线和次推力线的温度报警范围为180℃，缸孔连体区域的温度报警范围为240℃，缸盖气门座的温度报警范围为铝缸盖250℃或铸铁缸盖400℃，缸盖火花塞孔的温度报警范围为205℃。
作为本发明的进一步改进，所述步骤3）中测量温度对运行工况的灵敏度包括以下步骤：
步骤11）、运行发动机，控制发动机冷却液出口温度为95±3℃；
步骤12）、在1000±20rpm转速下运行发动机，然后以1000±20rpm的增量加速，直到发动机的最高转速；在加速过程中的每个转速在发动机全负荷扭矩、90%的全负荷扭矩、80%的全负荷扭矩时记录数据：直到在一分钟跨度内测量温度变化不超过1℃时才开始记录数据；在任何一个工况，只要测量温度超过温度报警设置值，均停止试验。根
作为本发明的进一步改进，所述步骤3）中测量温度对冷却液温度的灵敏度包括以下步骤：
21）运行发动机，逐步增大压力；
22）在1000rpm±20rpm 运行发动机，然后以1000±20rpm 的增量加速直到发动机的最大转速。在加速的每个转速中，在冷却液出口温度为90±3℃、100±3℃、110±3℃、120±3℃时记录数据：直到在一分钟跨度内测量温度变化不超过1℃时才开始记录数据；在任何一个工况，只要测量温度超过温度报警设置值，均停止试验。
作为本发明的进一步改进，所述步骤3）中测量温度对冷却液系统压力的灵敏度包括以下步骤：
31）、运行发动机，逐步增大压力；
32）、以1000±20rpm的转速运行发动机，然后以1000±20rpm 的增量加速发动机，直至发动机的最高转速；在每个转速全负荷工况下记录数据；直到在一分钟跨度内测量温度变化不超过1℃时才开始记录数据；在任何一个工况，只要测量温度超过温度报警设置值，均停止试验。
作为本发明的进一步改进，所述步骤3）中测量温度对冷却液流量的灵敏度包括以下步骤：
41）以1000±20rpm的转速运行发动机，然后以1000±20rpm 的增加加速发动机，直至发动机的最高转速；用一个独立的泵驱动或者用一个阀控制，按以下百分比开度控制热交换器的流量进行测试：80%、60%、40%、20%；当测量温度超出温度报警设置值10℃或更多时，停止该系列的测试；在全负荷记录数据；直到在一分钟跨度内金属温度变化不超过1℃时才开始记录数据。
本发明的有益效果是：确定缸盖、气门、燃烧室、火花塞孔等部位的温度分布情况，以及它们在发动机极限运转下的最高温度，有利于分析缸盖热变形、气门烧蚀、火花塞烧融等零部件的失效模式，也为零部件的开发优化提供验证支持；确定缸盖、缸体的温度对发动机运行工况、冷却液温度、冷却系统压力、冷却液流量的灵敏度，为缸体、缸盖和冷却系统的开发设计提供参考，同时也为缸体、缸盖和冷却系统的设计提供验证支持。
附图说明
图1是本发明发动机热分布试验方法中缸体主、次推力线安装热电偶测量点位置结构图正面；
图2是本发明发动机热分布试验方法中缸体主、次推力线安装热电偶测量点位置结构图背面；
图3是本发明发动机热分布试验方法中缸盖气门座测点布置图；
图4是本发明发动机热分布试验方法中缸盖两气门发动机进排气气门座测点布置图；
图5是本发明发动机热分布试验方法中缸盖四气门发动机进排气气门座测点布置图；
图6是发明发动机热分布试验方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1至图6所示，本发明提供一种一种发动机热分布试验方法，包括以下步骤：
步骤1）、在缸体的主推力线和次推力线距离缸孔上平面深度5±0.5mm、13±0.5mm、28±0.5mm、40±0.5m处安装热电偶；在缸盖火花塞孔靠近燃烧室的第2与第3个螺纹之间安装热电偶；在缸盖气门座离燃烧室2.0±0.1mm、3.0±0.1mm处，在进排气气门之间（两气门发动机），或在排气门之间（四气门发动机）安装热电偶；
步骤2）、设置缸孔主推力线和次推力线、缸孔连体区域、缸盖气门座、缸盖火花塞孔的温度报警范围；
步骤3）、测量温度对运行工况、冷却液温度、冷却液系统压力、冷却液流量的灵敏度。
所述步骤3）中缸盖火花塞孔的测量点为在缸盖火花塞孔所述步骤2）中缸孔主推力线和次推力线的温度报警范围为180℃，缸孔连体区域的温度报警范围为240℃，缸盖气门座的温度报警范围为铝缸盖250℃或铸铁缸盖400℃，缸盖火花塞孔的温度报警范围为205℃。
所述步骤3）中测量温度对运行工况的灵敏度包括以下步骤：
步骤11）、运行发动机，控制发动机冷却液出口温度为95±3℃；
步骤12）、在1000±20rpm转速下运行发动机，然后以1000±20rpm的增量加速，直到发动机的最高转速；在加速过程中的每个转速在发动机全负荷扭矩、90%的全负荷扭矩、80%的全负荷扭矩时记录数据：直到在一分钟跨度内测量温度变化不超过1℃时才开始记录数据；在任何一个工况，只要测量温度超过温度报警设置值，均停止试验。
所述步骤3）中测量温度对冷却液温度的灵敏度包括以下步骤：
21）运行发动机，逐步增大压力；
22）在1000rpm±20rpm 运行发动机，然后以1000±20rpm 的增量加速直到发动机的最大转速。在加速的每个转速中，在冷却液出口温度为90±3℃、100±3℃、110±3℃、120±3℃时记录数据：直到在一分钟跨度内测量温度变化不超过1℃时才开始记录数据；在任何一个工况，只要测量温度超过温度报警设置值，均停止试验。
所述步骤3）中测量温度对冷却液系统压力的灵敏度包括以下步骤：
31）、运行发动机，逐步增大压力；
32）、以1000±20rpm的转速运行发动机，然后以1000±20rpm 的增量加速发动机，直至发动机的最高转速；在每个转速全负荷工况下记录数据；直到在一分钟跨度内测量温度变化不超过1℃时才开始记录数据；在任何一个工况，只要测量温度超过温度报警设置值，均停止试验。
所述步骤3）中测量温度对冷却液流量的灵敏度包括以下步骤：
41）以1000±20rpm的转速运行发动机，然后以1000±20rpm 的增加加速发动机，直至发动机的最高转速；用一个独立的泵驱动或者用一个阀控制，按以下百分比开度控制热交换器的流量进行测试：80%、60%、40%、20%；当测量温度超出温度报警设置值10℃或更多时，停止该系列的测试；在全负荷记录数据；直到在一分钟跨度内金属温度变化不超过1℃时才开始记录数据。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
