[發(fā)明專利]一種發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)仿真計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110146326.1
• 申請日: 2011-06-02
• 公開（公告）號: CN102207996A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶麗芳
• 申請（專利權(quán)）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 張小虹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到潤滑系統(tǒng)的仿真計算方法。

背景技術(shù)

潤滑系統(tǒng)相當(dāng)于發(fā)動機(jī)的血液，潤滑系統(tǒng)設(shè)計必須要保證發(fā)動機(jī)血液暢通，壓力和流量都分配的恰到好處。而當(dāng)前發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)設(shè)計存在一定的盲目性，油道直徑、軸承間隙、油泵尺寸等只能依據(jù)簡單的經(jīng)驗公式或完全參照樣機(jī)，往往使得設(shè)計初期無法對潤滑系統(tǒng)性能進(jìn)行有效的控制，從而帶來后期的試驗成本增加。浪費大量的人力物力。

當(dāng)前發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)設(shè)計還存在一定的盲目性，油道直徑、軸承間隙、油泵尺寸等只能依據(jù)簡單的經(jīng)驗公式或完全參照樣機(jī)，往往使得設(shè)計初期無法對潤滑系統(tǒng)性能進(jìn)行有效的控制，從而帶來后期的試驗成本增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種簡單、高效的發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)仿真計算方法，從而更好地指導(dǎo)潤滑系統(tǒng)的設(shè)計，以提高開發(fā)效率，節(jié)省試驗成本。應(yīng)用商用流體軟件flowmaster對潤滑系統(tǒng)進(jìn)行一維模擬可以在設(shè)計初期模擬潤滑系統(tǒng)的壓力分布、流量分配、溫度分布等，而且通過參數(shù)優(yōu)化，得到參數(shù)最優(yōu)化匹配。從模擬中獲取的信息比試驗更全面，可以與試驗互相驗證、相互補(bǔ)充。

設(shè)計部門首先提供給分析部門潤滑系統(tǒng)總體布置形式、噴嘴、油道的長度、直徑、軸承類型、軸承間隙、油泵特性曲線等參數(shù)。分析部門根據(jù)這些參數(shù)，根據(jù)分析目的搭建恰當(dāng)?shù)哪Ｐ汀８鶕?jù)需要分析不同工況下潤滑系統(tǒng)的工作狀態(tài)，最后根據(jù)分析結(jié)果對系統(tǒng)進(jìn)行評價與改進(jìn)。

具體技術(shù)方案如下：

一種發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)仿真計算方法，采用CAE技術(shù)對潤滑系統(tǒng)進(jìn)行一維流動模擬，采用如下步驟：

(1)收集潤滑系統(tǒng)部件相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行參數(shù)化處理；

(2)搭建一維模型；

(3)進(jìn)行不同工況模擬計算；

(4)分析計算結(jié)果。

進(jìn)一步地，還包括步驟(5)：當(dāng)步驟(4)的計算結(jié)果結(jié)果未達(dá)到預(yù)期時，對潤滑系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)優(yōu)化設(shè)計，并重新執(zhí)行上述步驟(1)-(4)，直至計算結(jié)果達(dá)到預(yù)設(shè)的設(shè)計指標(biāo)。

進(jìn)一步地，步驟(1)中所述潤滑系統(tǒng)部件包括機(jī)油濾清器，機(jī)油泵，機(jī)油收集器，正時鏈條噴嘴，主軸承，主油道，排氣側(cè)凸輪軸承，進(jìn)氣側(cè)凸輪軸承，液壓張緊器。

進(jìn)一步地，步驟(1)中所述相關(guān)數(shù)據(jù)包括油泵的特性曲線，管道的長度、直徑，軸承的間隙，噴嘴的直徑等。

進(jìn)一步地，步驟(3)中所述工況包括潤滑系統(tǒng)怠速工況、額定轉(zhuǎn)速工況、全工況。

進(jìn)一步地，步驟(1)中進(jìn)一步包括從設(shè)計部門或供應(yīng)商收集潤滑系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)以及特性數(shù)據(jù)：油泵的特性曲線，管道的長度、直徑，軸承的間隙，噴嘴的直徑等。

進(jìn)一步地，步驟(2)進(jìn)一步為：在flowmaster一維流動軟件平臺上，將潤滑系統(tǒng)模型搭建完整，并對各部件參數(shù)進(jìn)行填充完善。

進(jìn)一步地，步驟(3)進(jìn)一步為：對潤滑系統(tǒng)怠速工況、額定轉(zhuǎn)速工況、全工況等進(jìn)行穩(wěn)態(tài)或者瞬態(tài)模擬計算。

進(jìn)一步地，步驟(4)進(jìn)一步為：對計算結(jié)果進(jìn)行分析，查看發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)的壓力分布、流量分布、溫度分布，評價主油道、缸蓋油道處的壓力是否滿足設(shè)計指標(biāo)。

進(jìn)一步地，步驟(5)進(jìn)一步為：如果發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)壓力或流量不符合要求，通過修改油道尺寸或者更換匹配部件對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并重新開始計算，如此反復(fù)直至系統(tǒng)滿足設(shè)計要求。

與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用一維流體仿真技術(shù)對發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，從而在發(fā)動機(jī)設(shè)計初期直至整個開發(fā)階段均能判斷潤滑系統(tǒng)的壓力、流量是否滿足設(shè)計指標(biāo)，預(yù)測潛在的風(fēng)險，并根據(jù)分析結(jié)果對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

附圖說明

圖1是本發(fā)明發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)仿真計算方法的流程圖；

圖2為某汽油機(jī)潤滑系統(tǒng)模型圖；

圖3為該潤滑系統(tǒng)仿真模型；

圖4為計算結(jié)果的壓力與流量分布曲線。

其中，圖2與圖3中的數(shù)字分別代表的位置為：①油底殼與油泵連接處；②主油道流向主軸承與連桿軸承的油道處；③正時鏈噴嘴處；④流向液壓張緊器的油道處；⑤缸蓋油道流向排氣凸輪軸承的油道處；⑥缸蓋油道流向進(jìn)氣凸輪軸承的油道處。

具體實施方式

下面根據(jù)附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實施方式中的一種優(yōu)選實施例。

本實施例對某款汽油機(jī)潤滑系統(tǒng)進(jìn)行計算機(jī)數(shù)值模擬。通過本次分析，旨在根據(jù)詳細(xì)的壓力與流量分配結(jié)果，查出油壓偏低原因；并對不同正時鏈噴嘴直徑和缸蓋節(jié)流孔直徑的結(jié)果進(jìn)行對比分析，進(jìn)而對噴嘴和節(jié)流孔直徑給出合理建議。