發(fā)動機氣門間隙調整片工作壽命的評定方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于柴油機結構可靠性評價技術領域，尤其是涉及一種發(fā)動機氣門間隙調 整片工作壽命的評定方法。
【背景技術】
[0002] 氣門間隙調整片是柴油發(fā)動機機配氣機構的核心零部件之一。氣門間隙調整片的 可靠性直接影響著發(fā)動機配氣機構的可靠性，而且還會影響到發(fā)動機的輸出功率等性能指 標。接觸疲勞破壞是氣門間隙調片的典型失效模式之一，當氣門間隙調整片發(fā)生接觸疲勞 失效時，氣門間隙調整片的表面出現剝落與異常磨損現象。氣門間隙調整片一旦發(fā)生失效， 會引起與其接觸的配氣凸輪型面的異常磨損，而凸輪型面的損壞又會影響到氣門間隙以及 氣門運動規(guī)律，進而影響發(fā)動機的性能，并導致氣門運動不連續(xù)產生較大的沖擊與噪聲，有 時還會引發(fā)其他故障。
[0003] 因此，對氣門間隙調整片的可靠性與壽命進行科學的評價，是對氣門間隙調整片 進行結構優(yōu)化設計以及工藝參數優(yōu)化的關鍵，同時也是合理確定氣門間隙調整片使用壽命 與制定維修計劃的重要依據。

【發(fā)明內容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種發(fā)動機氣門間隙調整片工作壽命的評定方法，以 對氣門間隙調整片進行結構優(yōu)化設計以及工藝參數優(yōu)化。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現的：
[0006] -種發(fā)動機氣門間隙調整片工作壽命的評定方法，包括如下步驟：
[0007] 1)確定發(fā)動機的工況及其對應的工作時間與工作轉速；
[0008] 2)確定發(fā)動機在不同工況下工作時，氣門間隙調整片的最大接觸應力；
[0009] 3)確定氣門間隙調整片的接觸疲勞強度參數；
[0010] 4)通過比較步驟2)獲得的最大接觸應力和步驟3)得到的接觸疲勞強度參數，確 定氣門間隙調整片壽命評定的有效接觸應力及對應工況；
[0011] 5)根據有效接觸應力及工況，確定氣門間隙調整片能夠經歷的發(fā)動機任務剖面循 環(huán)次數；
[0012] 6)根據發(fā)動機任務剖面循環(huán)次數，確定氣門間隙調整片的工作壽命。
[0013] 進一步的，步驟1)是根據發(fā)動機的任務剖面，確定發(fā)動機任務剖面所包含的工 況，并確定發(fā)動機每一種工況對應的工作時間與工作轉速。
[0014] 進一步的，步驟3)是通過接觸疲勞試驗確定出，氣門間隙調整片的接觸疲勞強度 極限以及接觸疲勞壽命N與接觸應力s之間的函數關系，即N=F(s)。
[0015] 進一步的，步驟4)通過比較步驟2)中確定的不同工況下氣門間隙調整片的最大 接觸應力與步驟3)中確定的接觸疲勞強度極限之間的大小關系，將大于接觸疲勞強度極 限的氣門間隙調整片最大接觸應力作為氣門間隙調整片壽命評定的有效接觸應力。
[0016] 進一步的，步驟5)是根據疲勞累積損傷法則，運用如下式（1)確定氣門間隙調整 片在發(fā)生失效前能夠經歷的發(fā)動機任務剖面循環(huán)次數w，即
[0018] 式（1)中：K表示氣門間隙調整片的最大接觸應力大于接觸疲勞強度極限的工況 數量；Sj表示氣門間隙調整片最大接觸應力大于接觸疲勞強度極限的第j種工況對應的氣 門間隙調整片的最大接觸應力；nj表示氣門間隙調整片最大接觸應力大于接觸疲勞強度極 限的第j種工況對應的發(fā)動機工作轉速；t,表示在發(fā)動機一次任務剖面循環(huán)中氣門間隙調 整片最大接觸應力大于接觸疲勞強度極限的第j種工況的工作時間；F( ·)表示步驟3)中 得到的氣門間隙調整片的接觸疲勞壽命與接觸應力之間的函數關系；r表示發(fā)動機沖程系 數，對于四沖程內燃機：r = 4,對于二沖程內燃機：r= 2。
[0019] 進一步的，步驟6)是運用如下式（2)確定氣門間隙調整片的工作壽命T，即
[0021] 式（2)中：N表示發(fā)動機任務剖面所包含的工況數量；h表示在發(fā)動機一次任務剖 面循環(huán)中對應第i種工況的工作時間#為步驟5)中的式（1)。
[0022] 相對于現有技術，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：
[0023] 能夠針對發(fā)動機的具體任務剖面，在確定發(fā)動機任務剖面所包含工況的基礎上， 根據發(fā)動機在不同工況下運行時氣門間隙調整片的最大接觸應力和氣門間隙調整片的接 觸疲勞強度參數等，確定出氣門間隙調整片能夠經歷的發(fā)動機任務剖面循環(huán)次數，并進一 步確定出氣門間隙調整片的工作壽命，能夠有效地指導氣門間隙調整片的可靠性評價、結 構優(yōu)化設計以及維修方案制定。
【附圖說明】
[0024] 構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性 實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：
[0025] 圖1為本發(fā)明實施例所述發(fā)動機氣門間隙調整片工作壽命的評定方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0026] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。
[0027]另外，在本發(fā)明的實施例中所提到的發(fā)動機的任務剖面，是指發(fā)動機在完成規(guī)定 任務這段時間內發(fā)動機的轉速、功率和扭矩的時序描述。
[0028] 下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0029] -種發(fā)動機氣門間隙調整片工作壽命的評定方法，如圖1所示，包括如下步驟：
[0030] 步驟1，確定發(fā)動機的工況及其對應的工作時間與工作轉速；
[0031] 具體的，是根據發(fā)動機的任務剖面，確定發(fā)動機任務剖面所包含的工況，并確定發(fā) 動機每一種工況對應的工作時間與工作轉速；用N表示發(fā)動機任務剖面所包含的工況數 量，用叫(i= 1，…，N)表示發(fā)動機第i種工況的工作轉速，用h(i= 1，…，N)表示發(fā)動機 在一次任務剖面循環(huán)中對應第i種工況的工作時間。
[0032] 步驟2,確定發(fā)動機在不同工況下工作時，氣門間隙調整片的最大接觸應力；根據 步驟1中所包含的工況，采用仿真計算方法或試驗測試方法確定發(fā)動機在不同工況下工作 時氣門間隙調整片的最大接觸應力，用sji= 1，*··，Ν)表示發(fā)動機在第i種工況工作時氣 門間隙調整片的最大接觸應力。
[0033] 步驟3,確定氣門間隙調整片的接觸疲勞強度參數；
[0034] 具體的，通過接觸疲勞試驗確定出，氣門間隙調整片的接觸疲勞強度極限以及接 觸疲勞壽命N與接觸應力s之間的函數關系，即N=F(s)，F( ·)表示函數關系；
[0035] 例如，對于由Grl5合金鋼制造的氣門間隙調整片，通過接觸疲勞試驗確定的 氣門間隙調整片的接觸疲勞壽命N與接觸應力s之間的函數關系N=F(s)，具體為：
[0036] 步驟4,確定氣門間隙調整片壽命評定的有效接觸應力及對應工況；