CN112131771B - 一种汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法，包括：建立气门油封有限元模型；施加边界条件，并提交有限元计算，得到气门油封接触分析结果；根据气门油封接触分析结果，确定气门油封的初始唇口型线H₁(z)、初始唇口压力曲线以及唇口接触力W；输入润滑计算的基本参数；通过三个循环求解气门杆附着油膜厚度(即气门杆上附着的油膜厚度)计算值；计算气门油封机油泄漏量。将本发明应用于产品设计前期，能快速、准确地预测气门油封机油泄漏量，减少反复试验次数和成本，缩短开发周期。

Description

一种汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法

技术领域

本发明属于汽车发动机开发技术领域，具体涉及一种汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法。

背景技术

汽车发动机的气门油封密封与烧机油、导管磨损问题相关，密封设计是否合理对发动机可靠性、排放影响极大。一方面，如果气门油封机油泄漏量太大容易导致发动机烧机油、积炭、加剧气门与活塞的磨损；另一方面，如果机油泄漏量太小又容易导致气门与导管之间出现干摩擦，导致气门导管磨损，出现缸压降低，性能衰减。按照气门油封与气门杆之间的运动状态，气门油封密封设计也分为两种类型。一是静密封设计，计算气门油封与气门杆间接触状态，评估接触应力、接触宽度等指标，通常采用有限单元法；二是动密封设计，计算气门油封与气门杆间润滑状态，评估油膜厚度、机油泄漏量等指标。机油泄漏量基本原理为在气门杆与油封处于相对运动状态下，接触界面在弹性流体动压润滑(Elasto-Hydro-dynamic,EHD)作用下将出现油膜层，当气门杆向下运动时气门油封布油，气门杆向上运动时气门油封刮油，两者油膜厚度的差值决定了气门油封机油泄漏量。

目前，气门油封机油泄漏量预测主要以试验法为主，通常在制成样件后通过试验方法得到气门油封机油泄漏量大小，但是往往需要多次“设计-样件-测试-再设计”迭代，耗费大量的试验时间和资源，而且橡胶存在粘弹性效应导致气门油封机油泄漏量测试重复性差且散差大。

在仿真方法方面，国内外尚未出现成熟的气门油封机油泄漏量预测方法，主要原因为：一是气门密封的橡胶弹性模量低、唇口变形大，润滑过程中必须考虑橡胶弹性变形；二是气门油封的唇口几何形状与传统的“O形、矩形”等密封不同，呈现非规则性，是多段圆弧和切线段的组合，再加上唇口过盈配合、绕簧预紧力等因素，导致气门杆与气门密封接触应力分布复杂，接触轮廓线受多因素影响，无法找到简单的解析表达式。现有仿真方法有两种：一种是流体动压润滑(Hydro-dynamic,HD)方法，仅考虑初始静态橡胶变形，忽略运动过程中橡胶弹性变形，计算效率高但精度差；另一种是流固耦合法，不对模型进行简化，直接流固耦合求解，利用有限单元法(Finite Element Method,FEM)求解结构变形与计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)求解流体流动，并实现两者的不断迭代，计算精度高但极其耗时。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法，以应用于产品设计前期，快速、准确地预测气门油封机油泄漏量，减少反复试验次数和成本，缩短开发周期。

本发明所述的汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法，包括：

第一步、建立气门油封有限元模型。

第二步、施加边界条件，并提交有限元计算，得到气门油封接触分析结果。

第三步、根据气门油封接触分析结果，确定气门油封的初始唇口型线H₁(z)、初始唇口压力曲线以及唇口接触力W；其中，z表示节点坐标。

第四步、输入润滑计算的基本参数，该基本参数包括初始机油粘度、初始机油密度、橡胶弹性模量、橡胶泊松比、气门杆弹性模量、气门杆泊松比、气门杆外径D、气门杆速度曲线、凸轮轴转速、最大分析轮次(也是凸轮转动圈数)N_h、一个分析轮次内总的离散时间点数(也是凸轮轴转动一圈的离散时间点数)N_t、所述初始唇口型线H₁(z)、所述初始唇口压力曲线和所述唇口接触力W，其中，N_t为偶数。

第五步、通过三个循环求解气门杆附着油膜厚度(即气门杆上附着的油膜厚度)计算值H_oil(i)；其中，内层进行空间域的压力迭代循环，得到满足压力收敛准则时一个分析轮次内一个时间点的气门杆附着油膜厚度，中层进行时域循环，得到一个分析轮次内N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度，外层进行分析轮次循环，得到满足膜厚收敛准则时一个分析轮次内N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度Th(i)，该气门杆附着油膜厚度Th(i)即为所述气门杆附着油膜厚度计算值H_oil(i)；i依次取1至N_t的所有整数，所述满足压力收敛准则是指：迭代前后各节点的油膜压力的相对误差之和小于压力收敛误差限值，所述满足膜厚收敛准则是指：相邻的两个分析轮次的N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度的相对误差之和小于膜厚收敛误差限值。

第六步、利用公式：

计算气门油封机油泄漏量Q；其中，H_oil(k)表示第k个时间点的气门杆附着油膜厚度计算值、H_oil(N_t-k)表示第N_t-k个时间点的气门杆附着油膜厚度计算值、U(k)表示第k个时间点的气门杆运动速度，max()表示取最大值函数，利用凸轮轴转速对气门杆速度曲线进行转换，来得到气门杆运动速度与时间点的对应关系，从而得到U(k)的具体数值。

优选的，所述第五步中，通过三个循环求解气门杆附着油膜厚度计算值H_oil(i)的具体步骤为：

S1、设置分析轮次n_h＝1，设置时间点i＝1，然后执行S2；

S2、设置刚体位移H_j的初始值为H₀，并将初始唇口压力曲线上各节点的初始唇口压力作为各节点的油膜压力，然后执行S3；

S3、根据各节点的油膜压力，利用弹性力学中的表面法向分布载荷作用在半无限大平面上引起的表面变形公式，计算唇口的弹性变形V(z)，然后执行S4；

S4、利用公式：H(z)＝H_j+H₁(z)+V(z)，计算各节点的油膜厚度H(z)，然后执行S5；

S5、根据初始机油密度、各节点的油膜压力，利用流体力学中的密压方程，计算各节点的机油密度，根据初始机油粘度、各节点的油膜压力，利用流体力学中的粘压方程，计算各节点的机油粘度，然后执行S6；

S6、基于各节点的油膜厚度H(z)、气门杆速度曲线、各节点的机油密度、各节点的机油粘度、橡胶弹性模量、橡胶泊松比、气门杆弹性模量、气门杆泊松比和气门杆外径D，迭代计算各节点的油膜压力，然后执行S7；

S7、判断迭代前后各节点的油膜压力的相对误差之和是否小于压力收敛误差限值，如果是，则执行S9，否则执行S8；

S8、计算载荷不平衡量ΔW，并根据载荷不平衡量ΔW更新刚体位移H_j，具体为：

其中，j表示更新次数，j为整数，且j≥1，ΔW等于所述唇口接触力W减去各节点的油膜压力积分值，ΔH₀等于利用Dowson-Higginson线接触弹流膜厚公式计算得到的最小油膜厚度值的5‰，然后返回执行S3；

S9、记录迭代后第i个时间点各节点的油膜厚度和油膜压力，并根据该第i个时间点各节点的油膜厚度和油膜压力，计算并记录第i个时间点的气门杆附着油膜厚度，该第i个时间点的气门杆附着油膜厚度等于最大油膜压力处的油膜厚度的

(即最大油膜压力处为一节点，第i个时间点的气门杆附着油膜厚度就等于这个节点的油膜厚度的

)，然后执行S10；

S10、判断时间点i是否等于N_t，如果是，则执行S12，否则执行S11；

S11、设置时间点i←i+1(即进入下一个时间点)，然后返回执行S2；

S12、输出一个分析轮次内N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度，然后执行S13；

S13、判断分析轮次n_h是否等于1，如果是，则执行S14，否则执行S15；

S14、设置分析轮数n_h←n_h+1(即进入下一个分析轮次)，设置时间点i＝1，设置刚体位移H_j的初始值为H₀，然后返回执行S3；

S15、判断当前分析轮次(即第n_h个分析轮次)的N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度与上一个分析轮次(即第n_h-1个分析轮次)的N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度的相对误差之和是否小于膜厚收敛误差限值，如果是，则执行S17，否则执行S16；

S16、判断分析轮次n_h是否等于N_h，如果是，则执行S18，否则返回执行S14；

S17、输出第n_h个分析轮次内N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度Th(i)，并将该气门杆附着油膜厚度Th(i)作为所述气门杆附着油膜厚度计算值H_oil(i)，然后结束；

S18、输出计算不收敛结果，然后结束。

优选的，所述第一步中建立气门油封有限元模型的具体方式为：

导入气门油封未装配绕簧状态的CAD模型到有限元前处理软件中，提取橡胶体中截面和骨架中截面；

将橡胶体中截面和骨架中截面导入到有限元分析软件中，编组为橡胶体和骨架，并对橡胶体划分2D面网格，材料采用Ogden本构模型，建立为二维轴对称单元模型，将骨架建立为刚性单元模型；

将绕簧建立为一维Axial连接单元，编组为绕簧；

将气门杆建立为刚性单元模型，编组为气门杆；

建立橡胶体重要曲线段的分组，包括主唇、二段唇、气唇和绕簧槽。

优选的，所述第二步中施加边界条件，并提交有限元计算的具体方式为：

定义绕簧的两端分别为A和B，其中，A端Y坐标表示绕簧自由状态时的半径值，B端Y坐标表示绕簧初始装配状态时的半径值；

约束绕簧的A端、气门杆和骨架的Z方向位移；

通过绕簧的B端与绕簧槽建立RBE3单元，实现无连接刚度形式的载荷和位移传递；

建立气门杆与主唇、二段唇和气唇的接触对，并以气门杆加载轴向强迫位移方式实现气门油封唇口过盈量设置；

建立骨架与橡胶体的接触对；

提交有限元计算，得到气门油封接触分析结果。

优选的，所述第三步中根据气门油封接触分析结果，确定气门油封的初始唇口型线H₁(z)、初始唇口压力曲线以及唇口接触力W的具体方式为：

根据气门油封接触分析结果，得到气门油封的初始唇口压力曲线、主唇的唇口初始节点坐标和主唇的唇口变形量；

将主唇的唇口初始节点坐标与唇口变形量相加，得到主唇的初始唇口型线，将主唇的初始唇口型线作为气门油封的初始唇口型线H₁(z)；

根据所述初始唇口压力曲线，计算得到气门油封的唇口接触力W。

本发明采用弹性流体动压润滑(EHD)方法，综合考虑气门油封的橡胶体和气门杆装配过盈配合、绕簧预紧力以及表面滑动时流体压力的综合作用下的橡胶弹性变形、机油粘压与密压效应，通过载荷平衡与变形协调的非线性迭代计算，最终获得稳定的油膜厚度与油膜压力分布。采用本发明预测得到的气门油封机油泄漏量的精度比流体动压润滑方法高，且计算速度比流固耦合法快。利用本方法正向设计气门油封机油泄漏量时，能快速、高效、可靠预测气门油封机油泄漏量，减少测试和研发成本，缩短产品开发周期，支持产品的“一次设计对”。

附图说明

图1为本实施例的预测流程图。

图2为本实施例中气门油封有限元模型示意图。

图3为气门油封的橡胶体唇口及绕簧槽示意图。

图4为绕簧有限元模型示意图。

图5为初始唇口型线与初始唇口压力曲线的示意图。

图6为气门杆速度曲线图。

图7为求解气门杆附着油膜厚度计算值的流程图。

具体实施方式

如图1至图7所示的汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法，包括：

第一步、建立气门油封有限元模型

具体方式为：如图2所示，(1)导入气门油封未装配绕簧状态的CAD模型到有限元前处理软件(例如HyperMesh)中，提取橡胶体中截面和骨架中截面；(2)将橡胶体中截面和骨架中截面导入到有限元分析软件(例如Abaqus)中，编组为橡胶体1和骨架2，并对橡胶体1划分2D面网格，材料采用Ogden本构模型，建立为二维轴对称单元模型，将骨架2建立为刚性单元模型；(3)将绕簧建立为一维Axial连接单元，编组为绕簧3；(4)将气门杆建立为刚性单元模型，编组为气门杆4；(5)建立橡胶体1重要曲线段的分组，包括主唇11、二段唇12、气唇13和绕簧槽14，参见图3。

第二步、施加边界条件，并提交有限元计算

具体方式为：(1)定义绕簧3的两端分别为A和B，参见图4，A端Y坐标为绕簧自由状态时的半径值，B端Y坐标为绕簧初始装配状态时的半径值；(2)约束绕簧3的A端、气门杆4和骨架2的Z方向位移；(3)通过绕簧3的B端与绕簧槽14建立RBE3单元，实现无连接刚度形式的载荷和位移传递；(4)建立气门杆4与主唇11、二段唇12和气唇13接触对，并以气门杆加载轴向强迫位移方式实现气门油封唇口过盈量设置；(5)建立骨架2与橡胶体1的接触对；(6)提交有限元计算，得到气门油封接触分析结果(.odb)。

第三步、确定气门油封的初始唇口型线H₁(z)、气门油封的初始唇口压力曲线以及气门油封的唇口接触力W

具体方式为：(1)根据气门油封接触分析结果，得到气门油封的初始唇口压力曲线(参见图5)、主唇11的唇口初始节点坐标和主唇11的唇口变形量；(2)将主唇11的唇口初始节点坐标与唇口变形量相加，得到主唇11的初始唇口型线，由于二段唇12主要起气门杆支撑作用，气唇13主要起到密闭缸内的气体压力，泄漏量主要由主唇所决定，因此将主唇11的初始唇口型线作为气门油封的初始唇口型线H₁(z)(参见图5)；(3)根据气门油封的初始唇口压力曲线，计算得到气门油封的唇口接触力W；其中，z表示节点坐标。

第四步、输入润滑计算的基本参数，该基本参数包括初始机油粘度、初始机油密度、橡胶弹性模量、橡胶泊松比、气门杆弹性模量、气门杆泊松比、气门杆外径D、气门杆速度曲线(参见图6)、凸轮轴转速、最大分析轮次(也是凸轮转动圈数)N_h、一个分析轮次内总的离散时间点数(也是凸轮轴转动一圈的离散时间点数)N_t、气门油封的初始唇口型线H₁(z)、气门油封的初始唇口压力曲线和气门油封的唇口接触力W，其中，N_t为偶数。

第五步、通过三个循环求解气门杆附着油膜厚度(即气门杆上附着的油膜厚度)计算值H_oil(i)

如图7所示，其具体实现方式为：

S1、设置分析轮次n_h＝1，设置时间点i＝1，然后执行S2；

S2、设置刚体位移H_j的初始值为H₀，并将初始唇口压力曲线上各节点的初始唇口压力作为各节点的油膜压力，然后执行S3；

S3、根据各节点的油膜压力，利用弹性力学中的表面法向分布载荷作用在半无限大平面上引起的表面变形公式(为公知技术)，计算唇口的弹性变形V(z)，然后执行S4；

S4、利用公式：H(z)＝H_j+H₁(z)+V(z)，计算各节点的油膜厚度H(z)，然后执行S5；各节点的油膜厚度的计算难点在于确定橡胶体和气门杆间在各个外力作用下的综合变形量，它是在橡胶体与气门杆装配过盈配合、绕簧预紧力以及表面滑动时流体压力的综合作用下的变形协调。因此，提出橡胶体和气门杆装配过盈配合与绕簧预紧力的作用考虑为气门油封的初始唇口型线H₁(z)，而表面滑动时流体压力的作用分解为刚体位移H_j和唇口的弹性变形V(z)，因此，可以利用公式H(z)＝H_j+H₁(z)+V(z)计算各节点的油膜厚度H(z)；

S5、根据初始机油密度、各节点的油膜压力，利用流体力学中的密压方程(为公知技术)，计算各节点的机油密度，根据初始机油粘度、各节点的油膜压力，利用流体力学中的粘压方程(为公知技术)，计算各节点的机油粘度，然后执行S6；

S6、基于各节点的油膜厚度H(z)、气门杆速度曲线、各节点的机油密度、各节点的机油粘度、橡胶弹性模量、橡胶泊松比、气门杆弹性模量、气门杆泊松比和气门杆外径D，迭代计算各节点的油膜压力，具体计算方法参考《弹性流体动压润滑数值计算方法》，清华大学出版社，黄平，然后执行S7；

S7、判断迭代前后各节点的油膜压力的相对误差之和是否小于压力收敛误差限值，如果是，则执行S9，否则执行S8；

S8、计算载荷不平衡量ΔW，并根据载荷不平衡量ΔW更新刚体位移H_j，具体为：

其中，j表示更新次数，j为整数，且j≥1，ΔW等于所述唇口接触力W减去各节点的油膜压力积分值，ΔH₀等于利用Dowson-Higginson线接触弹流膜厚公式计算得到的最小油膜厚度值的5‰，然后返回执行S3，进行空间域的压力迭代循环；

S9、记录迭代后第i个时间点各节点的油膜厚度和油膜压力，并根据该第i个时间点各节点的油膜厚度和油膜压力，计算并记录(在气门杆运动过程中的)第i个时间点的气门杆附着油膜厚度，该第i个时间点的气门杆附着油膜厚度等于最大油膜压力处的油膜厚度的

(即最大油膜压力处为一节点，第i个时间点的气门杆附着油膜厚度就等于这个节点的油膜厚度的

)，然后执行S10；第i个时间点的气门杆附着油膜厚度的具体计算公式参考《流体密封技术——原理与应用》；

S10、判断时间点i是否等于N_t，如果是，则执行S12，否则执行S11；

S11、设置时间点i←i+1(即进入下一个时间点)，然后返回执行S2，进行时域循环；

S12、输出一个分析轮次内N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度，然后执行S13；

S13、判断分析轮次n_h是否等于1，如果是，则执行S14，否则执行S15；

S14、设置分析轮数n_h←n_h+1(即进入下一个分析轮次)，设置时间点i＝1，设置刚体位移H_j的初始值为H₀，然后返回执行S3，进行分析轮次循环；

S15、判断当前分析轮次(即第n_h个分析轮次)的N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度与上一个分析轮次(即第n_h-1个分析轮次)的N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度的相对误差之和是否小于膜厚收敛误差限值，如果是，则执行S17，否则执行S16；

S16、判断分析轮次n_h是否等于N_h，如果是，则执行S18，否则返回执行S14；

S17、输出第n_h个分析轮次内N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度Th(i)，并将该气门杆附着油膜厚度Th(i)作为所述气门杆附着油膜厚度计算值H_oil(i)，然后结束；

S18、输出“计算未收敛，请尝试增加分析轮次”的结果，然后结束。

第六步、计算气门油封机油泄漏量Q

利用凸轮轴转速对图6所示的气门杆速度曲线进行转换，得到气门杆运动速度与时间点的对应关系，从而可以得到第k个时间点的气门杆运动速度U(k)的具体数值，在时间点k∈[1,N_t/2]时，气门杆向下运动，定义为气门油封的布油阶段；在时间点k∈[N_t/2,N_t]时，气门杆向上运动，定义为气门油封的刮油阶段，布油阶段与刮油阶段两者的气门杆附着油膜厚度的差值乘以气门杆运动速度的时间积分就是一个循环内的气门油封机油泄漏量Q；因此，利用公式：

计算气门油封机油泄漏量Q；其中，H_oil(k)表示第k个时间点的气门杆附着油膜厚度计算值、H_oil(N_t-k)表示第N_t-k个时间点的气门杆附着油膜厚度计算值，max()表示取最大值函数。

Claims (4)

1.一种汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法，其特征在于，包括：

第一步、建立气门油封有限元模型；

第二步、施加边界条件，并提交有限元计算，得到气门油封接触分析结果；

第三步、根据气门油封接触分析结果，确定气门油封的初始唇口型线H₁(z)、初始唇口压力曲线以及唇口接触力W；其中，z表示节点坐标；

第四步、输入润滑计算的基本参数，该基本参数包括初始机油粘度、初始机油密度、橡胶弹性模量、橡胶泊松比、气门杆弹性模量、气门杆泊松比、气门杆外径D、气门杆速度曲线、凸轮轴转速、最大分析轮次N_h、一个分析轮次内总的离散时间点数N_t、所述初始唇口型线H₁(z)、所述初始唇口压力曲线和所述唇口接触力W，其中，N_t为偶数；

第五步、通过三个循环求解气门杆附着油膜厚度计算值H_oil(i)；其中，内层进行空间域的压力迭代循环，得到满足压力收敛准则时一个分析轮次内一个时间点的气门杆附着油膜厚度，中层进行时域循环，得到一个分析轮次内N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度，外层进行分析轮次循环，得到满足膜厚收敛准则时一个分析轮次内N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度Th(i)，该气门杆附着油膜厚度Th(i)即为所述气门杆附着油膜厚度计算值H_oil(i)；i依次取1至N_t的所有整数，所述满足压力收敛准则是指：迭代前后各节点的油膜压力的相对误差之和小于压力收敛误差限值，所述满足膜厚收敛准则是指：相邻的两个分析轮次的N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度的相对误差之和小于膜厚收敛误差限值；

第六步、利用公式：

计算气门油封机油泄漏量Q；其中，H_oil(k)表示第k个时间点的气门杆附着油膜厚度计算值、H_oil(N_t-k)表示第N_t-k个时间点的气门杆附着油膜厚度计算值、U(k)表示第k个时间点的气门杆运动速度，max()表示取最大值函数；

所述第五步中，通过三个循环求解气门杆附着油膜厚度计算值H_oil(i)的具体步骤为：

S1、设置分析轮次n_h＝1，设置时间点i＝1，然后执行S2；

S2、设置刚体位移H_j的初始值为H₀，并将初始唇口压力曲线上各节点的初始唇口压力作为各节点的油膜压力，然后执行S3；

S3、根据各节点的油膜压力，利用弹性力学中的表面法向分布载荷作用在半无限大平面上引起的表面变形公式，计算唇口的弹性变形V(z)，然后执行S4；

S4、利用公式：H(z)＝H_j+H₁(z)+V(z)，计算各节点的油膜厚度H(z)，然后执行S5；

S5、根据初始机油密度、各节点的油膜压力，利用流体力学中的密压方程，计算各节点的机油密度，根据初始机油粘度、各节点的油膜压力，利用流体力学中的粘压方程，计算各节点的机油粘度，然后执行S6；

S6、基于各节点的油膜厚度H(z)、气门杆速度曲线、各节点的机油密度、各节点的机油粘度、橡胶弹性模量、橡胶泊松比、气门杆弹性模量、气门杆泊松比和气门杆外径D，迭代计算各节点的油膜压力，然后执行S7；

S7、判断迭代前后各节点的油膜压力的相对误差之和是否小于压力收敛误差限值，如果是，则执行S9，否则执行S8；

S8、计算载荷不平衡量ΔW，并根据载荷不平衡量ΔW更新刚体位移H_j，具体为：

其中，j表示更新次数，j为整数，且j≥1，ΔW等于所述唇口接触力W减去各节点的油膜压力积分值，ΔH₀等于利用Dowson-Higginson线接触弹流膜厚公式计算得到的最小油膜厚度值的5‰，然后返回执行S3；

S9、记录迭代后第i个时间点各节点的油膜厚度和油膜压力，并根据该第i个时间点各节点的油膜厚度和油膜压力，计算并记录第i个时间点的气门杆附着油膜厚度，该第i个时间点的气门杆附着油膜厚度等于最大油膜压力处的油膜厚度的

然后执行S10；

S10、判断时间点i是否等于N_t，如果是，则执行S12，否则执行S11；

S11、设置时间点i←i+1，然后返回执行S2；

S12、输出一个分析轮次内N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度，然后执行S13；

S13、判断分析轮次n_h是否等于1，如果是，则执行S14，否则执行S15；

S14、设置分析轮数n_h←n_h+1，设置时间点i＝1，设置刚体位移H_j的初始值为H₀，然后返回执行S3；

S15、判断当前分析轮次与上一个分析轮次的N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度的相对误差之和是否小于膜厚收敛误差限值，如果是，则执行S17，否则执行S16；

S16、判断分析轮次n_h是否等于N_h，如果是，则执行S18，否则返回执行S14；

S17、输出第n_h个分析轮次内N_t个时间点的气门杆附着油膜厚度Th(i)，并将该气门杆附着油膜厚度Th(i)作为所述气门杆附着油膜厚度计算值H_oil(i)，然后结束；

S18、输出计算不收敛结果，然后结束。

2.根据权利要求1所述的汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法，其特征在于：所述第一步中建立气门油封有限元模型的具体方式为：

导入气门油封未装配绕簧状态的CAD模型到有限元前处理软件中，提取橡胶体中截面和骨架中截面；

将橡胶体中截面和骨架中截面导入到有限元分析软件中，编组为橡胶体(1)和骨架(2)，并对橡胶体(1)划分2D面网格，材料采用Ogden本构模型，建立为二维轴对称单元模型，将骨架(2)建立为刚性单元模型；

将绕簧建立为一维Axial连接单元，编组为绕簧(3)；

将气门杆建立为刚性单元模型，编组为气门杆(4)；

建立橡胶体(1)重要曲线段的分组，包括主唇(11)、二段唇(12)、气唇(13)和绕簧槽(14)。

3.根据权利要求2所述的汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法，其特征在于：所述第二步中施加边界条件，并提交有限元计算的具体方式为：

定义绕簧(3)的两端分别为A和B，其中，A端Y坐标表示绕簧自由状态时的半径值，B端Y坐标表示绕簧初始装配状态时的半径值；

约束绕簧(3)的A端、气门杆(4)和骨架(2)的Z方向位移；

通过绕簧(3)的B端与绕簧槽(14)建立RBE3单元，实现无连接刚度形式的载荷和位移传递；

建立气门杆(4)与主唇(11)、二段唇(12)和气唇(13)的接触对，并以气门杆加载轴向强迫位移方式实现气门油封唇口过盈量设置；

建立骨架(2)与橡胶体(1)的接触对；

提交有限元计算，得到气门油封接触分析结果。

4.根据权利要求3所述的汽车发动机的气门油封机油泄漏量的预测方法，其特征在于：所述第三步中根据气门油封接触分析结果，确定气门油封的初始唇口型线H₁(z)、初始唇口压力曲线以及唇口接触力W的具体方式为：

根据气门油封接触分析结果，得到气门油封的初始唇口压力曲线、主唇(11)的唇口初始节点坐标和主唇(11)的唇口变形量；

将主唇(11)的唇口初始节点坐标与唇口变形量相加，得到主唇(11)的初始唇口型线，将主唇(11)的初始唇口型线作为气门油封的初始唇口型线H₁(z)；

根据所述初始唇口压力曲线，计算得到气门油封的唇口接触力W。

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