CN112949040B - 影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，首先采集缸盖主螺栓拧紧力矩，利用大数据工具对主螺栓拧紧力矩进行分析，发现分布规律为正态分布；通过仿真计算得到缸盖主螺栓拧紧力矩与余隙高度变化的关系，然后构建柴油机燃烧模型，仿真计算得到NOx排放与余隙高度变化的规律；结合排放限值，对缸盖主螺栓设定装配影响排放一致性的拧紧力矩要求范围，由此，主螺栓力矩既要满足最大爆发压力以及螺栓强度的要求，同时又需符合NOx排放一致性的要求，从而得到柴油机缸盖装配力矩的阈值范围，形成柴油机缸盖装配力矩阈值大数据确定方法。

Description

影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法
技术领域
本发明涉及柴油机燃烧系统领域，尤其是影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
缸盖为柴油机燃烧室重要组成部分之一，其装配质量会影响柴油机经济性、动力性和排放性。在国六阶段，排放限值对于柴油机排放波动要求很高，为提高柴油机排放一致性，需要对缸盖主螺栓力矩进行严格控制。目前，在柴油机装配检测过程中，发明人发现，缸盖主螺栓力矩只需要满足最大爆发压力及螺栓强度的要求，然而主螺栓力矩满足设计要求时，柴油机排放也可能会超出限值，缸盖装配力矩满足设计要求的产品排放也可能会超出限值。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，不仅有效满足柴油机最大爆发压力要求，还符合氮氧化物排放一致性的要求。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，包括如下内容：
采集缸盖装配力矩数据，根据最大爆发压力确定缸盖装配力矩在满足强度要求下的最小阈值和最大阈值；
利用大数据分析工具对缸盖主螺栓拧紧力矩数据进行分析，得到缸盖主螺栓拧紧力矩的分布规律；
得到缸盖装配力矩和燃烧室余隙高度之间的变化关系，构建柴油机燃烧模型，选择不同的燃烧室余隙高度，得到氮氧化物排放量与燃烧室余隙高度的排放规律；
根据排放规律结合氮氧化物的排放限值，得到柴油机缸盖装配力矩的阈值范围。
如上所述的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，所述缸盖装配力矩包括缸盖主螺栓拧紧力矩；具体地，采集柴油机柔性缸盖装配力矩时，缸盖主螺栓拧紧力矩范围在167-287N·m，其中位于227N·m范围的数据最多。
如上所述的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，通过仿真分析得到所述缸盖装配力矩与燃烧室余隙高度之间的变化关系。
如上所述的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，所述得到缸盖装配力矩与燃烧室余隙高度之间的变化关系即为得到缸盖主螺栓拧紧力矩与燃烧室余隙高度之间的变化关系，通过如下公式进行表示：
Figure BDA0002927182170000021
a为余隙高度，单位：mm；L为缸盖高度，单位：mm；P为缸盖主螺栓拧紧力矩，单位：N·m；d为缸盖主螺栓公称直径，单位：mm；e为缸盖弹性模量，单位：Pa。
如上所述的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，选择不同的燃烧室余隙高度，进行余隙高度与氮氧化物的单因素仿真试验，将试验结果进行回归分析得到所述氮氧化物排放量与燃烧室余隙高度之间的排放规律。
如上所述的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，氮氧化物排放量与燃烧室余隙高度的排放规律，通过如下公式获得：
yNOx＝3.303+5.003a2
yNOx为氮氧化物排放量，单位：mg，a为余隙高度，单位：mm。
如上所述的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，所述缸盖装配力矩的分布规律即为缸盖主螺栓拧紧力矩的分布规律，缸盖主螺栓拧紧力矩的分布规律为正态分布，正态分布的参数分别是：期望为225.303，方差为12.399，得到的缸盖主螺栓拧紧力矩分布公式为：
Figure BDA0002927182170000031
b为缸盖主螺栓拧紧力矩,单位：N·m，f(b)为频数。
如上所述的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，根据缸盖装配力矩的分布规律和氮氧化物排放量与燃烧室余隙高度的排放规律，得到氮氧化物排放量与所述缸盖主螺栓拧紧力矩呈正相关关系。
如上所述的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，所述根据排放规律结合氮氧化物的排放限值，得到满足排放要求的缸盖主螺栓拧紧力矩的最大阈值，该最大阈值小于根据最大爆发压力确定的缸盖装配力矩在满足强度要求下的最大阈值，从而得到柴油机缸盖装配力矩的阈值范围，并由此形成影响排放一致性的柴油机缸盖装配力矩阈值大数据确定方法。
上述本发明的有益效果如下：
1)本发明基于大数据分析获得缸盖装配力矩的分布规律，进而获知余隙高度与缸盖装配力矩之间的变化关系，还可获得氮氧化物与余隙高度之间的排放规律，从而间接获得缸盖装配力矩与氮氧化物排放之间的关系，通过缸盖装配力矩要满足的柴油机最大爆发力和氮氧化物排放标准，来精确获得装配扭矩的阈值范围，以利于实际装配。
2)本发明通过缸盖装配力矩参数包括缸盖主螺栓拧紧力矩，对于缸盖主螺栓拧紧力矩而言，其大小会影响缸盖与机体的变形情况，即造成燃烧室余隙高度的变化，从而在一定程度上影响到压缩比，最终会使氮氧化物排放产生变化。
3)本发明通过大数据工具对缸盖主螺栓拧紧力矩进行分析，可以很明确地获得缸盖主螺栓拧紧力矩的分布规律，结合仿真分析有利于获得余隙高度与缸盖主螺栓拧紧力矩之间的变化关系。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明根据一个或多个实施方式的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法的工作流程示意图。
图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在缸盖装配力矩允许范围不够精确的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法。
本发明的一种典型的实施方式中，参考图1所示，影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，这里缸盖装配力矩阈值包括缸盖主螺栓拧紧力矩，包括如下内容：
1)采集缸盖主螺栓拧紧力矩数据，根据最大爆发压力确定缸盖装配力矩在满足强度要求下的最小阈值和最大阈值；
2)利用大数据分析工具如R语言对缸盖主螺栓拧紧力矩数据进行分析，得到缸盖主螺栓拧紧力矩的分布规律；
3)通过仿真分析得到缸盖装配力矩和燃烧室余隙高度之间的变化关系，构建柴油机燃烧模型，选择不同的燃烧室余隙高度，通过仿真计算得到氮氧化物排放量与燃烧室余隙高度的排放规律；
4)根据排放规律结合氮氧化物的排放限值如国六排放法规规定，得到柴油机缸盖主螺栓拧紧力矩的阈值范围。
其中，具体地，采集柴油机柔性缸盖装配力矩时，缸盖主螺栓拧紧力矩范围在167-287N·m，其中位于227N·m范围的数据最多。
在步骤2)中，通过大数据工具对缸盖主螺栓拧紧力矩进行分析，可有效提高数据分析的准确性，准确并快速地获得缸盖主螺栓拧紧力矩的分布规律。
其分布为正态分布，正态分布的参数分别是：期望为225.303，方差为12.399，得到的缸盖主螺栓拧紧力矩分布公式为：
Figure BDA0002927182170000061
b为缸盖主螺栓拧紧力矩,单位：N·m，f(b)为频数。
对于缸盖主螺栓拧紧力矩而言，其力矩大小会影响缸盖与机体的变形情况，从而在一定程度上影响到压缩比，最终会使NOx排放产生变化。
步骤3)中，通过仿真计算所述缸盖变形情况，并计算得到所述余隙高度与缸盖装配力矩之间的变化关系，余隙高度与缸盖主螺栓拧紧力矩之间的变化关系，通过如下公式进行表示：
Figure BDA0002927182170000062
a为余隙高度，单位：mm；L为缸盖高度，单位：mm；P为缸盖主螺栓拧紧力矩，单位：N·m；d为缸盖主螺栓公称直径，单位：mm；e为缸盖弹性模量，单位：Pa。
步骤4)中，通过燃烧仿真构建柴油机燃烧模型，进行余隙高度与NOx变化的单因素仿真试验，将试验结果进行回归分析得到NOx排放量与燃烧室余隙高度的排放规律为：
yNOx＝3.303+5.003a2
yNOx为氮氧化物排放量，单位：mg，a变量为余隙高度，单位：mm。
通过上述公式和缸盖主螺栓拧紧力矩分布情况可得，在装配参数范围内，NOx(氮氧化物)的排放量与缸盖主螺栓拧紧力矩呈正相关，在氮氧化物的排放限值如排放法规规定的NOx限额3.4mg的情况下，计算得到缸盖主螺栓拧紧力矩装配应小于187N·m。因此缸盖主螺栓拧紧力矩应小于187N·m，该最大阈值小于根据最大爆发压力确定的缸盖装配力矩在满足强度要求下的最大阈值，大于根据最大爆发压力确定的缸盖装配力矩在满足强度要求下的最小阈值167N·m。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，其特征在于，包括如下内容：
采集缸盖装配力矩数据，根据最大爆发压力确定缸盖装配力矩在满足强度要求下的强度最小阈值和强度最大阈值；
利用大数据分析工具对缸盖主螺栓拧紧力矩数据进行分析，得到缸盖主螺栓拧紧力矩的分布规律；
得到缸盖装配力矩和燃烧室余隙高度之间的变化关系，构建柴油机燃烧模型，选择不同的燃烧室余隙高度，得到氮氧化物排放量与燃烧室余隙高度的排放规律；
根据排放规律结合氮氧化物的排放限值，得到满足排放要求的缸盖主螺栓拧紧力矩的排放最大阈值，所述排放最大阈值小于强度最大阈值，得到柴油机缸盖装配力矩的阈值范围为强度最小阈值至排放最大阈值。
2.根据权利要求1所述的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，其特征在于，所述缸盖装配力矩包括缸盖主螺栓拧紧力矩。
3.根据权利要求2所述的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，其特征在于，通过仿真分析得到所述缸盖装配力矩与燃烧室余隙高度之间的变化关系，即为得到缸盖主螺栓拧紧力矩与燃烧室余隙高度之间的变化关系。
4.根据权利要求2所述的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，其特征在于，选择不同的燃烧室余隙高度，进行余隙高度与氮氧化物的单因素仿真试验，将试验结果进行回归分析得到所述氮氧化物排放量与燃烧室余隙高度之间的排放规律。
5.根据权利要求2所述的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，其特征在于，所述氮氧化物排放量与燃烧室余隙高度的排放规律，通过如下公式获得：
yNOx＝3.303+5.003a2
yNOx为氮氧化物排放量，单位：mg，a为余隙高度，单位：mm。
6.根据权利要求2所述的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，其特征在于，所述缸盖装配力矩的分布规律即为缸盖主螺栓拧紧力矩的分布规律，缸盖主螺栓拧紧力矩的分布规律为正态分布，正态分布的参数分别是：期望为225.303，方差为12.399，得到缸盖主螺栓拧紧力矩分布公式。
7.根据权利要求2所述的影响排放一致性的缸盖装配力矩阈值大数据确定方法，其特征在于，根据缸盖装配力矩的分布规律和氮氧化物排放量与燃烧室余隙高度的排放规律，得到氮氧化物排放量与所述缸盖主螺栓拧紧力矩呈正相关关系；
所述根据排放规律结合氮氧化物的排放限值，得到满足排放要求的缸盖主螺栓拧紧力矩排放最大阈值，所述排放最大阈值小于根据最大爆发压力确定的缸盖装配力矩在满足强度要求下的强度最大阈值，从而得到柴油机缸盖装配力矩的阈值范围为强度最小阈值至排放最大阈值，并由此形成影响排放一致性的柴油机缸盖装配力矩阈值大数据确定方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3210835A1 (fr) * 2016-02-26 2017-08-30 Valeo Systemes de Controle Moteur Procede de controle d'une production d'electricite sur un vehicule automobile
CN108628902A (zh) * 2017-03-23 2018-10-09 北京爱德盛业科技有限公司 一种基于云平台的汽车保养数字检测报告生成方法及系统
CN110435632A (zh) * 2019-07-16 2019-11-12 同济大学 一种混合动力汽车兼顾排放的油耗控制方法
CN111046577A (zh) * 2019-12-24 2020-04-21 王国峰 一种重型燃气轮机污染物排放预估模型设计方法
CN111259554A (zh) * 2020-01-20 2020-06-09 山东大学 一种基于大数据分析的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析系统及方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3106821B1 (en) * 2015-06-18 2019-05-15 Borgwarner Emissions Systems Spain, S.L.U. Heat exchanger
DE102016224135A1 (de) * 2016-12-05 2018-06-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Reduzierung von Stickoxid-Emissionen eines Dieselfahrzeugs
KR102506940B1 (ko) * 2018-09-28 2023-03-07 현대자동차 주식회사 녹스 발생량 예측 및 제어 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3210835A1 (fr) * 2016-02-26 2017-08-30 Valeo Systemes de Controle Moteur Procede de controle d'une production d'electricite sur un vehicule automobile
CN108628902A (zh) * 2017-03-23 2018-10-09 北京爱德盛业科技有限公司 一种基于云平台的汽车保养数字检测报告生成方法及系统
CN110435632A (zh) * 2019-07-16 2019-11-12 同济大学 一种混合动力汽车兼顾排放的油耗控制方法
CN111046577A (zh) * 2019-12-24 2020-04-21 王国峰 一种重型燃气轮机污染物排放预估模型设计方法
CN111259554A (zh) * 2020-01-20 2020-06-09 山东大学 一种基于大数据分析的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析系统及方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Research on the Influence of Euro VI Diesel Engine Assembly Consistency on NOx Emissions;Wei Yan etc;《energies》;20201013;全文 *
Strategy of improving fuel consumption and reducing emission at low load in a diesel methanol dual fuel engine;Bin Wang etc;《Fuel》;20190620;全文 *
单缸柴油机排放性能的生产一致性控制;刘胜吉等;《扬州大学学报(自然科学版)》;20190528(第02期);全文 *
柴油机排放实船测试中功率测量方法的研究;魏桃李;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20030115;全文 *

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