| 专利名称： | 用于评估发动机润滑系统工作状况的方法 | ||
| 专利名称(英文)： | Method for evaluating working condition of engine lubrication system | ||
| 专利号： | CN201510719733.5 | 申请时间： | 20151029 |
| 公开号： | CN105203329A | 公开时间： | 20151230 |
| 申请人： | 中国第一汽车股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 214025 江苏省无锡市南长区永乐东路99号 | ||
| 发明人： | 王琦; 王毅明; 宋蔚; 朱炜; 董西峰; 龚宝; 胡建兵 | ||
| 分类号： | G01M15/00 | 主分类号： | G01M15/00 |
| 代理机构： | 无锡市大为专利商标事务所(普通合伙) 32104 | 代理人： | 殷红梅; 屠志力 |
| 摘要： | 本发明提供一种用于评估发动机润滑系统工作状况的方法，包括下述步骤：步骤S1，采集低转速点的机油压力曲线，获得发动机在该低转速点的机油压力均值和机油压力波动极差；步骤S2，从上述低转速点开始，使得发动机匀加速运行，采集机油压力随时间升高的变化曲线，从而获取机油压力随转速变化的波动曲线；在机油压力随转速变化的波动曲线中，寻找斜率突变拐点，该斜率突变拐点对应机油调压阀开启点；步骤S3，使得发动机运行在一个机油调压阀开启后的高转速点，采集该高转速点的机油压力曲线，获得发动机在该高转速点的机油压力均值和机油压力波动极差。本发明可更全面、更直观的查看整个润滑系统的工作过程状况，及时准确的评估潜在缺陷。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention provides a method for evaluating the working condition of an engine lubrication system. The method comprises the following steps : S1, collecting oil pressure curves at a low rotating speed point, and acquiring an oil pressure mean value and an oil pressure fluctuation range of an engine at the low rotating speed point; S2, allowing the engine to run with constant acceleration started from the low rotating speed point, collecting changing curves of oil pressure along with the increase of time to acquire a fluctuation curve of oil pressure along with the change of rotating speeds, and finding a slope sudden change inflection point from the fluctuation curve of oil pressure along with the change of the rotating speeds, wherein the slope sudden change inflection point corresponds to an opening point of an oil pressure regulating valve; S3, allowing the engine to run at a high rotating speed point after the oil pressure regulating valve is opened, collecting oil pressure curve at the high rotating speed point, and an oil pressure mean value and an oil pressure fluctuation range of the engine at the high rotating speed point. Through the adoption of the method, the working process state of the whole lubrication system can be checked more comprehensively and intuitively, so that potential defects can be accurately evaluated. | ||
1.一种用于评估发动机润滑系统工作状况的方法，其特征在于，包括下述步骤： 步骤S1，使得发动机运行在一个机油调压阀开启前的低转速点，采集该低转速点的机油压力曲线，获得发动机在该低转速点的机油压力均值和机油压力波动极差； 步骤S2，从上述低转速点开始，使得发动机匀加速运行，采集机油压力随时间升高的变化曲线，从而获取机油压力随转速变化的波动曲线； 在机油压力随转速变化的波动曲线中，寻找斜率突变拐点，该斜率突变拐点对应机油调压阀开启点； 机油压力随转速变化的波动曲线包括机油调压阀开启前后各一段时间对应转速区间； 步骤S3，使得发动机运行在一个机油调压阀开启后的高转速点，采集该高转速点的机油压力曲线，获得发动机在该高转速点的机油压力均值和机油压力波动极差。
2.如权利要求1所述的用于评估发动机润滑系统工作状况的方法，其特征在于： 当该高转速点的机油压力均值高于第一压力上限值或该低转速点的机油压力均值高于第二压力上限值时，判断为机油泵供油能力过大或发动机泄油口堵塞；当该高转速点的机油压力均值低于第一压力下限值或该低转速点的机油压力均值低于第二压力下限值时，判断为机油泵供油能力过小或机油道泄漏。
3.如权利要求1所述的用于评估发动机润滑系统工作状况的方法，其特征在于： 当该低转速点的机油压力波动极差或该高转速点的机油压力波动极差超过波动极差阈值时，判定发动机机油泵故障或与机油压力波动周期一致的发动机零部件故障。
4.如权利要求1所述的用于评估发动机润滑系统工作状况的方法，其特征在于： 机油压力随转速变化的波动曲线分为两个区间，第一区间为曲线斜率突变拐点前，第二区间为曲线斜率突变拐点后；第一区间曲线斜率为K1，第二区间曲线斜率为K2； 当K1小于第一斜率下限值时，说明机油泵供油能力不足或发动机机油道存在泄漏；当K1大于第一斜率上限值时，说明发动机机油泵供油能力过大； 当K2小于第二斜率下限值时，说明机油调压阀刚度偏小；当K2大于第二斜率上限值时，说明机油调压阀刚度过大或机油调压阀卡滞。
5.如权利要求1所述的用于评估发动机润滑系统工作状况的方法，其特征在于： 在机油压力随转速变化的波动曲线中，根据机油调压阀开启点的机油压力即机油调压阀开启压力及其对应的发动机转速进行故障判断： 当机油调压阀开启压力大于第三压力上限值或机油调压阀开启压力小于第三压力下限值时，说明机油调压阀开启压力故障； 当机油调压阀开启点的发动机转速大于第一转速上限值时，说明发动机机油泵供油能力不足或机油调压阀开启压力过大；当机油调压阀开启点的发动机转速小于第一转速下限值时，说明机油压力调压阀开启压力过低或机油泵供油能力过大。
1.一种用于评估发动机润滑系统工作状况的方法，其特征在于，包括下述步骤： 步骤S1，使得发动机运行在一个机油调压阀开启前的低转速点，采集该低转速点的机油压力曲线，获得发动机在该低转速点的机油压力均值和机油压力波动极差； 步骤S2，从上述低转速点开始，使得发动机匀加速运行，采集机油压力随时间升高的变化曲线，从而获取机油压力随转速变化的波动曲线； 在机油压力随转速变化的波动曲线中，寻找斜率突变拐点，该斜率突变拐点对应机油调压阀开启点； 机油压力随转速变化的波动曲线包括机油调压阀开启前后各一段时间对应转速区间； 步骤S3，使得发动机运行在一个机油调压阀开启后的高转速点，采集该高转速点的机油压力曲线，获得发动机在该高转速点的机油压力均值和机油压力波动极差。
2.如权利要求1所述的用于评估发动机润滑系统工作状况的方法，其特征在于： 当该高转速点的机油压力均值高于第一压力上限值或该低转速点的机油压力均值高于第二压力上限值时，判断为机油泵供油能力过大或发动机泄油口堵塞；当该高转速点的机油压力均值低于第一压力下限值或该低转速点的机油压力均值低于第二压力下限值时，判断为机油泵供油能力过小或机油道泄漏。
3.如权利要求1所述的用于评估发动机润滑系统工作状况的方法，其特征在于： 当该低转速点的机油压力波动极差或该高转速点的机油压力波动极差超过波动极差阈值时，判定发动机机油泵故障或与机油压力波动周期一致的发动机零部件故障。
4.如权利要求1所述的用于评估发动机润滑系统工作状况的方法，其特征在于： 机油压力随转速变化的波动曲线分为两个区间，第一区间为曲线斜率突变拐点前，第二区间为曲线斜率突变拐点后；第一区间曲线斜率为K1，第二区间曲线斜率为K2； 当K1小于第一斜率下限值时，说明机油泵供油能力不足或发动机机油道存在泄漏；当K1大于第一斜率上限值时，说明发动机机油泵供油能力过大； 当K2小于第二斜率下限值时，说明机油调压阀刚度偏小；当K2大于第二斜率上限值时，说明机油调压阀刚度过大或机油调压阀卡滞。
5.如权利要求1所述的用于评估发动机润滑系统工作状况的方法，其特征在于： 在机油压力随转速变化的波动曲线中，根据机油调压阀开启点的机油压力即机油调压阀开启压力及其对应的发动机转速进行故障判断： 当机油调压阀开启压力大于第三压力上限值或机油调压阀开启压力小于第三压力下限值时，说明机油调压阀开启压力故障； 当机油调压阀开启点的发动机转速大于第一转速上限值时，说明发动机机油泵供油能力不足或机油调压阀开启压力过大；当机油调压阀开启点的发动机转速小于第一转速下限值时，说明机油压力调压阀开启压力过低或机油泵供油能力过大。
翻译：技术领域
本发明涉及一种用于发动机测试，专门测试和评估发动机润滑系统工作状况的方法，可以实现对发动机润滑系统包括机油泵供油能力、机油道泄漏、机油压力调压阀功能等的测试和评估，及时准确地发现润滑系统零部件缺陷或装配过程缺陷，属于发动机生产及测试技术领域。
背景技术
发动机润滑系统是发动机极其重要的组成部件，润滑系统存在缺陷，将直接影响到发动机的正常运行和使用寿命。因此发动机在出厂前必须对发动机润滑系统进行较为详细的检测，以能够及时准确的发现润滑系统的潜在故障，保证柴油机正常运行。
通常在发动机试车中用于检测发动机润滑系统工作状况的方法较为简单，仅选取发动机某高速点和某低速点两个运行工况，发动机在该两个工况下稳定运转时测量机油压力设定周期内的变化曲线，通过该两个压力曲线来评估润滑系统工作状况。包括以下步骤：⑴发动机试车过程中，试车台架主驱动电机带动发动机在某高转速下稳定运行，通过连接在发动机主油道的压力传感器检测基于发动机曲轴转角的机油压力波动曲线，该曲线用于评估发动机机油调压阀开启状态下的机油压力波动情况；⑵发动机试车过程中，试车台架主驱动电机带动发动机在某低转速下稳定运行，通过连接在发动机主油道的压力传感器检测基于发动机曲轴转角的机油压力波动曲线，该曲线用于评估发动机机油调压阀未开启状态下的机油压力波动情况。
上述方法仅能获取所设定的高转速和低转速两个工况下稳定运行时发动机润滑系统的机油压力波动情况，可获得的数据信息包括高速稳态机油压力均值及波动极差、低速稳态机油压力均值及波动极差，由于信息较少，无法全面地对润滑系统的运行状况进行评估；且由于以上数据受发动机机油温度的影响较大，对于机油压力上下限值的设定较为困难，很容易造成故障误判。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种用于评估发动机润滑系统工作状况的方法，采用该方法，除可获取原有测试方法的信息外，同时还可以获取整个机油压力随转速变化的变化曲线，通过对该曲线的分析，可以获取更为全面的润滑系统的工作过程信息，可以更便捷、更全面、更直观的查看整个润滑系统的工作过程状况，及时准确的评估潜在缺陷，确保发动机可靠运行。本发明采用的技术方案是：
一种用于评估发动机润滑系统工作状况的方法，包括下述步骤：
步骤S1，使得发动机运行在一个机油调压阀开启前的低转速点，采集该低转速点的机油压力曲线，获得发动机在该低转速点的机油压力均值和机油压力波动极差；
步骤S2，从上述低转速点开始，使得发动机匀加速运行，采集机油压力随时间升高的变化曲线，从而获取机油压力随转速变化的波动曲线；
在机油压力随转速变化的波动曲线中，寻找斜率突变拐点，该斜率突变拐点对应机油调压阀开启点；
机油压力随转速变化的波动曲线包括机油调压阀开启前后各一段时间对应转速区间；
步骤S3，使得发动机运行在一个机油调压阀开启后的高转速点，采集该高转速点的机油压力曲线，获得发动机在该高转速点的机油压力均值和机油压力波动极差。
进一步地，当该高转速点的机油压力均值高于第一压力上限值或该低转速点的机油压力均值高于第二压力上限值时，判断为机油泵供油能力过大或发动机泄油口堵塞；当该高转速点的机油压力均值低于第一压力下限值或该低转速点的机油压力均值低于第二压力下限值时，判断为机油泵供油能力过小或机油道泄漏。
进一步地，当该低转速点的机油压力波动极差或该高转速点的机油压力波动极差超过波动极差阈值时，判定发动机机油泵故障或与机油压力波动周期一致的发动机零部件故障。
进一步地，机油压力随转速变化的波动曲线分为两个区间，第一区间为曲线斜率突变拐点前，第二区间为曲线斜率突变拐点后；第一区间曲线斜率为K1，第二区间曲线斜率为K2；
当K1小于第一斜率下限值时，说明机油泵供油能力不足或发动机机油道存在泄漏；当K1大于第一斜率上限值时，说明发动机机油泵供油能力过大；
当K2小于第二斜率下限值时，说明机油调压阀刚度偏小；当K2大于第二斜率上限值时，说明机油调压阀刚度过大或机油调压阀卡滞。
进一步地，在机油压力随转速变化的波动曲线中，根据机油调压阀开启点的机油压力即机油调压阀开启压力及其对应的发动机转速进行故障判断：
当机油调压阀开启压力大于第三压力上限值或机油调压阀开启压力小于第三压力下限值时，说明机油调压阀开启压力故障；
当机油调压阀开启点的发动机转速大于第一转速上限值时，说明发动机机油泵供油能力不足或机油调压阀开启压力过大；当机油调压阀开启点的发动机转速小于第一转速下限值时，说明机油压力调压阀开启压力过低或机油泵供油能力过大。
本发明的优点在于：采用本方法，可针对发动机润滑系统中各组成部分进行考察，能够快速准确的查找发动机润滑系统故障原因，减少返修时间；仔细划分发动机润滑系统故障的要因零部件，减少不必要的零部件更换，降低返修成本；对发动机润滑系统进行科学的考核。
附图说明
图1为本发明的发动机试车台架和发动机连接示意图。
图2为本发明的转速传感器测得的转速-时间变化曲线示意图。
图3为本发明的机油压力传感器测得的机油压力-时间变化曲线示意图。
图4为本发明的低转速点和高转速点的机油压力曲线示意图。
图5为本发明的机油压力-转速曲线示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明的发动机试车台架如图1所示，驱动电机1连接传动轴系2，传动轴系2与发动机5连接；转速传感器3和机油压力传感器4经过权威部门标定；转速传感器4安装在传动轴系2上；机油压力传感器4与发动机5主机油道可靠连接，能够测得机油道内的压力（主机油道与其它机油道连通）。
本实施例中机油压力简称为油压，各附图中亦是。
首先，驱动电机1驱动发动机5稳定运行在低转速点300rpm，或者在250～350rpm转速区间内的任一低转速点，在该低转速点机油调压阀是关闭的；通过机油压力传感器4采集机油压力，从而采集该低转速点的机油压力曲线并存储在控制单元6中，从中获取发动机在该低转速点的机油压力均值和机油压力波动状况；该低转速点的转速V1如图2中所示；
采集周期自1缸压缩上止点起，至曲轴转动两周时止（四冲程发动机的一个工作周期）；该低转速点的机油压力曲线如图3中t0～t1时刻曲线段和图4中下方那根曲线所示。机油压力存在微小波动，如图4中放大所示。
然后，驱动电机1驱动发动机转速在10s时间内从低转速点300rpm匀加速至高转速点900rpm（高转速点的转速为图2中的V2），记录该10s内匀加速阶段机油压力传感器4的压力值，采集机油压力随时间升高的变化曲线（图3中t1～t3时刻曲线段），从而获取机油压力随转速变化的波动曲线（图5中的曲线）并存储在控制单元6；高转速点也可以取800～1000rpm转速区间内的其它转速点，只要能够在图5机油压力随转速变化的波动曲线中发现斜率突变拐点即可；
在图5的机油压力随转速变化的波动曲线中，寻找斜率突变拐点，该斜率突变拐点对应机油调压阀开启点；可从中获取机油调压阀开启点的发动机转速，以及机油压力，机油压力的变化状况等；
最后，驱动电机1驱动发动机5稳定运行在高转速点900rpm，采集机油压力传感器4信号，采集时间为2/15s（采集周期自1缸压缩上止点起，至曲轴转动两周时止），采集该高转速点的机油压力曲线并存储在控制单元6中，从中获得发动机在该高转速点的机油压力均值和机油压力波动状况。该高转速点的机油压力曲线如图3中t3～t4时刻曲线段和图4中上方那根曲线所示。
根据测试曲线，对发动机润滑系统进行评价。
图4中，基于压力波动状况，反映发动机润滑系统回油口是否存在零部件错漏装、机油泵供油稳定性、机油道泄漏等：1)当该高转速点的机油压力均值高于第一压力上限值6.5Bar或该低转速点的机油压力均值高于第二压力上限值3.8Bar时，判断为机油泵供油能力过大或发动机泄油口堵塞；2)当该高转速点的机油压力均值低于第一压力下限值5Bar或该低转速点的机油压力均值低于第二压力下限值2.6Bar时，判断为机油泵供油能力过小或机油道泄漏。3)当该低转速点的机油压力波动极差或该高转速点的机油压力波动极差超过波动极差阈值时，判定发动机机油泵故障或与机油压力波动周期一致的发动机零部件故障。
图5中，机油压力随转速变化的波动曲线分为两个区间，第一区间为曲线斜率突变拐点前，第二区间为曲线斜率突变拐点后；
1）第一区间曲线和第一区间曲线斜率K1可以反映机油泵的供油能力：当K1小于第一斜率下限值0.015时，说明机油泵供油能力不足或发动机机油道存在泄漏；当K1大于第一斜率上限值0.018时，说明发动机机油泵供油能力过大；
2）第二区间曲线和第二区间曲线斜率K2可以反映机油调压阀刚度、是否卡滞等：当K2小于第二斜率下限值0.0016时，说明机油调压阀刚度偏小；当K2大于第二斜率上限值0.0045时，说明机油调压阀刚度过大或机油调压阀卡滞；
图5中，机油调压阀开启点的机油压力（即机油调压阀开启压力）及其对应的发动机转速，反映出机油调压阀开启压力是否正常，机油泵供油能力及机油道泄漏情况：
1）当机油调压阀开启压力大于第三压力上限值5.1Bar或机油调压阀开启压力小于第三压力下限值4.5Bar时，说明机油调压阀开启压力故障；
2）当机油调压阀开启点的发动机转速大于第一转速上限值480rpm时，说明发动机机油泵供油能力不足或机油调压阀开启压力过大；当机油调压阀开启点的发动机转速小于第一转速下限值350rpm时，说明机油压力调压阀开启压力过低或机油泵供油能力过大。
本发明结合了图4和图5的曲线，能够对发动机润滑系统故障做出更为细致的判断。
