[發(fā)明專利]基于硬件在環(huán)的車用發(fā)動機(jī)與潤滑油泵動態(tài)匹配試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011645019.3
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112665859B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉忠民;杜煜軒;李昊
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝

本發(fā)明公開了一種硬件在環(huán)的車用發(fā)動機(jī)潤滑油泵動態(tài)匹配試驗裝置與試驗方法，該試驗裝置包括：變頻器、潤滑油泵、驅(qū)動電機(jī)、壓力傳感器、流量傳感器、電動比例閥、潤滑油管路、計算機(jī)等。根據(jù)車用發(fā)動機(jī)行駛過程動態(tài)運(yùn)行工況要求，確定潤滑油泵轉(zhuǎn)速控制方案，并以電動比例閥開度模擬發(fā)動機(jī)動態(tài)運(yùn)行工況下潤滑流量與壓力要求。測量潤滑油泵動態(tài)驅(qū)動力矩、輸出潤滑油流量、壓力等參數(shù)，評價潤滑油泵與發(fā)動機(jī)在動態(tài)工況下的匹配特性。本發(fā)明可以滿足設(shè)計者在沒有發(fā)動機(jī)樣機(jī)條件下，根據(jù)發(fā)動機(jī)設(shè)計潤滑要求與動態(tài)工作狀況，進(jìn)行潤滑油泵硬件在環(huán)的動態(tài)工況匹配試驗，加快發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)流程，降低開發(fā)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車用發(fā)動機(jī)潤滑技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于硬件在環(huán)的車用發(fā)動機(jī)與潤滑油泵動態(tài)匹配試驗裝置與試驗方法。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)設(shè)計技術(shù)中，潤滑油泵按照靜態(tài)工況點與發(fā)動機(jī)進(jìn)行設(shè)計匹配(如最高轉(zhuǎn)速、最大扭矩、怠速等)。為了保證瞬態(tài)工況下發(fā)動機(jī)具有足夠大的潤滑安全余量，通常增大潤滑油泵排量，使?jié)櫥捅霉┯蛪毫εc流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)動機(jī)潤滑設(shè)計要求。因此，這種設(shè)計方法帶來嚴(yán)重的驅(qū)動功率損失。

針對靜態(tài)工況匹配設(shè)計存在的問題，工程師更多地采用動態(tài)工況匹配設(shè)計方法，在車輛實際行駛過程中，測量車用發(fā)動機(jī)和潤滑油泵實際匹配工作狀態(tài)。但在車輛設(shè)計階段，缺少整車與實際發(fā)動機(jī)作為潤滑系統(tǒng)動態(tài)匹配試驗對象，這種情況制約了潤滑油泵與車用發(fā)動機(jī)的同步研發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于硬件在環(huán)的車用發(fā)動機(jī)與潤滑油泵動態(tài)匹配試驗裝置與試驗方法。在潤滑油泵性能試驗中，采用變頻器控制潤滑油泵轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)車輛實際行駛工況條件下潤滑油泵動態(tài)工況控制；采用電動比例閥控制潤滑管路流量與壓力，模擬實際行駛條件下發(fā)動機(jī)潤滑需求；采用壓力與流量傳感器測量潤滑管路動態(tài)潤滑壓力、流量匹配狀態(tài)。

本發(fā)明提供了一種基于硬件在環(huán)的車用發(fā)動機(jī)與潤滑油泵動態(tài)匹配試驗裝置，包括：變頻器、電機(jī)、潤滑油泵、壓力傳感器、流量傳感器、電動比例閥、計算機(jī)；所述變頻器控制電機(jī)驅(qū)動潤滑油泵；所述壓力傳感器、流量傳感器安裝在潤滑油管路上；電動比例閥安裝在潤滑管路末端；所述計算機(jī)根據(jù)車輛實際行駛過程確定發(fā)動機(jī)動態(tài)工作狀況。

本發(fā)明還提供了一種基于硬件在環(huán)的車用發(fā)動機(jī)與潤滑油泵動態(tài)匹配試驗方法，包括如下步驟：

1、計算機(jī)根據(jù)車輛實際行駛過程確定發(fā)動機(jī)動態(tài)工作狀況；

2、根據(jù)發(fā)動機(jī)潤滑壓力設(shè)計要求和式(1)確定發(fā)動機(jī)在動態(tài)工作狀況下的潤滑壓力與流量要求；

式(1)中，Q_c和Q_p分別為發(fā)動機(jī)主軸承沿圓周方向和軸向的潤滑油流量，L/min；r是軸承半徑，m；ω是軸旋轉(zhuǎn)角速度，rad/s；ε是軸承偏心率，-；b_Z是軸承寬度，m；d_Z是軸承直徑，m；b_C指軸承油道寬度，m；η指潤滑油動力學(xué)粘度，Ns/m²；

3、確定發(fā)動機(jī)潤滑壓力與流量要求所對應(yīng)的電動比例閥開度；

4、根據(jù)潤滑油泵控制策略確定潤滑油泵動態(tài)轉(zhuǎn)速，通過變頻器控制實現(xiàn)潤滑油泵動態(tài)轉(zhuǎn)速控制；

5、所述變頻器控制電機(jī)驅(qū)動潤滑油泵；

6、根據(jù)壓力傳感器、流量傳感器動態(tài)測量結(jié)果，評價潤滑油泵與發(fā)動機(jī)在動態(tài)工況下的匹配工作狀態(tài)。

與現(xiàn)有的車用發(fā)動機(jī)潤滑油泵試驗裝置與試驗方法不同(如JB/T8413.2-2010內(nèi)燃機(jī)機(jī)油泵第2部分總成試驗方法)，本發(fā)明所提供的試驗裝置主要實現(xiàn)車輛實際運(yùn)行的動態(tài)工況條件下，發(fā)動機(jī)與潤滑油泵的匹配試驗。該試驗裝置能夠準(zhǔn)確反映動態(tài)工況條件下發(fā)動機(jī)潤滑壓力、流量安全余量，為車輛設(shè)計者改進(jìn)潤滑系統(tǒng)匹配設(shè)計提供準(zhǔn)確的動態(tài)試驗數(shù)據(jù)。