CN114065584A - 一种膨胀节补偿量的检测方法、装置、检测设备及介质 - Google Patents

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CN114065584A CN202111366775.7A CN202111366775A CN114065584A CN 114065584 A CN114065584 A CN 114065584A CN 202111366775 A CN202111366775 A CN 202111366775A CN 114065584 A CN114065584 A CN 114065584A
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Abstract

本发明实施例公开了一种膨胀节补偿量的检测方法、装置、检测设备及介质。该方法包括获取发动机性能参数，并输入至预先搭建好的一维热力学模型，输出一维热力学边界条件；根据一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，并输入至预先搭建好的传热计算有限元模型，输出发动机排气管温度场；将发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量；基于发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测。以实现准确检测膨胀节补偿量是否满足要求。

Description

一种膨胀节补偿量的检测方法、装置、检测设备及介质
技术领域
本发明实施例涉及膨胀节补偿量检测技术领域，尤其涉及一种膨胀节补偿量的检测方法、装置、检测设备及介质。
背景技术
汽车的排气系统是排放和降噪的重要总成，它主要由排气管、催化式净化器、消声器、尾管等组成。排气管是发动机的重要部件，是与发动机气缸盖相连，将各缸的排气集中起来导入排气总管，带有分歧的管路。排气管承受高温废气作用，主要以风冷为主，管身温度非常高，容易产生较大的热变形。膨胀节与分段式排气管的端面相连接，具有补偿轴向和径向的热变形能力，排气管在高温工作状态下热变形大，如果分段式排气管之间的膨胀节补偿量小于排气管热变形量，则易拉断膨胀节，泄露高温气体，发生故障。
发明内容
本发明实施例提供一种膨胀节补偿量的检测方法、装置、检测设备及介质，以实现对分段式排气管法兰面之间在轴向和径向的相对变形量进行检测，准确检测出膨胀节补偿量是否满足要求。
第一方面，本发明实施例提供了一种膨胀节补偿量的检测方法，该膨胀节补偿量的检测方法包括：
获取发动机性能参数，并将所述发动机性能参数输入至预先搭建好的一维热力学模型，输出一维热力学边界条件；
根据所述一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，并将所述气侧平均对流换热系数和所述气侧近壁面平均温度输入至预先搭建好的传热计算有限元模型，输出发动机排气管温度场；
将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量；
基于所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测。
进一步的，所述发动机性能参数包括所述发动机排气管的涡前排气温度、发动机转速、发动机扭矩、进气压力以及进气量；
所述一维热力学边界条件包括发动机中每个曲轴转角对应的缸盖排气道入口的排气温度、排气压力以及排气质量流量和涡前的排气温度、排气压力以及排气质量流量。
进一步的，根据所述一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，包括：
将所述一维热力学边界条件输入至预先搭建好的三维热力学模型，输出发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度。
进一步的，在将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量之前，还包括：
通过在所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面上设置弹力装置，得到所述当前装配的膨胀节的轴向刚度。
进一步的，所述法兰面之间的轴向和径向的相对变形量包括所述法兰面之间的轴向相对变形量、第一径向相对变形量和第二径向相对变形量；
将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量，包括：
将所述发动机排气管温度场和所述当前装配的膨胀节的轴向刚度，输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向相对变形量、第一径向相对变形量和第二径向相对变形量。
进一步的，基于所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测，包括：
若所述轴向相对变形量小于等于当前装配膨胀节轴向补偿量，且所述第一径向相对变形量小于等于当前装配膨胀节径向补偿量，且所述第二径向相对变形量小于等于当前装配膨胀节径向补偿量，则认为所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量满足膨胀节补偿量要求条件；
若所述轴向相对变形量大于当前装配膨胀节轴向补偿量，或所述第一径向相对变形量大于当前装配膨胀节径向补偿量，或所述第二径向相对变形量大于当前装配膨胀节径向补偿量，则认为所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量不满足膨胀节补偿量要求条件。
进一步的，所述膨胀节补偿量的检测方法还包括：
若所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量不满足膨胀节补偿量要求条件，则生成更换膨胀节预警信号，所述更换膨胀节预警信号用于提示更换膨胀节。
第二方面，本发明实施例还提供了一种膨胀节补偿量的检测装置，该一种膨胀节补偿量的检测装置包括：
一维热力学边界条件输出模块，用于获取发动机性能参数，并将所述发动机性能参数输入至预先搭建好的一维热力学模型，输出一维热力学边界条件；
温度场输出模块，用于根据所述一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，并将所述气侧平均对流换热系数和所述气侧近壁面平均温度输入至预先搭建好的传热计算有限元模型，输出发动机排气管温度场；
相对变形量输出模块，用于将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量；
膨胀节补偿量检测模块，用于基于所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测。
第三方面，本发明实施例还提供了一种膨胀节补偿量的检测设备，该膨胀节补偿量的检测设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储多个程序，
当所述多个程序中的至少一个被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现本发明第一方面实施例所提供的一种膨胀节补偿量的检测方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面实施例所提供的一种膨胀节补偿量的检测方法。
本发明实施例的技术方案，通过获取发动机性能参数，并将所述发动机性能参数输入至预先搭建好的一维热力学模型，输出一维热力学边界条件；根据所述一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，并将所述气侧平均对流换热系数和所述气侧近壁面平均温度输入至预先搭建好的传热计算有限元模型，输出发动机排气管温度场；将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量；基于所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测。解决了当前排气管在高温工作状态下热变形大，若分段式排气管之间的膨胀节补偿量小于排气管热变形量，将导致易拉断膨胀节、泄露高温气体发生故障的问题，以实现对分段式排气管法兰面之间在轴向和径向的相对变形量进行检测，准确检测出膨胀节补偿量是否满足要求。
附图说明
图1是分段式排气管和膨胀节的结构连接示意图；
图2是本发明实施例一提供的一种膨胀节补偿量的检测方法的流程图；
图3是本发明实施例二提供的一种膨胀节补偿量的检测方法的流程图；
图4是本发明实施例三提供的一种膨胀节补偿量的检测装置的结构图；
图5是本发明实施例四提供的一种膨胀节补偿量的检测设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
以六缸发动机为例，图1是分段式排气管和膨胀节的结构连接示意图，参见图1，膨胀节与分段式排气管的端面相连接，具有补偿分段式排气管轴向和径向的热变形能力。排气管在高温工作状态下热变形大，如果分段式排气管之间的膨胀节补偿量小于排气管热变形量，则易拉断膨胀节，泄露高温气体，发生故障。基于上述问题，本发明实施例提出了一种膨胀节补偿量的检测方法、装置、检测设备及介质进行解决。
实施例一
图2为本发明实施例一提供的一种膨胀节补偿量的检测方法的流程图，本实施例可适用于对分段式排气管预装配的膨胀节的补偿量进行适配检测的情况，该膨胀节补偿量的检测方法可以由膨胀节补偿量的检测装置来执行，该膨胀节补偿量的检测装置可以通过软件和/或硬件的形式实现。该膨胀节补偿量的检测方法具体包括如下步骤：
S110、获取发动机性能参数，并将所述发动机性能参数输入至预先搭建好的一维热力学模型，输出一维热力学边界条件。
其中，所述发动机性能参数包括所述发动机排气管的涡前排气温度、发动机转速、发动机扭矩、进气压力以及进气量等与发动机性能有关的参数，本实施例在此不能详尽列举，发动机性能参数可以根据实际发动机处于工作状态进行选择设置。
预先搭建好的一维热力学模型，可以是先建立好发动机各系统模块的物理模型，再为各模块物理模型赋予参数后，搭建完成的一维热力学模型，之后可以利用微分方程对各模块的实际循环工作过程进行数学描述，即可以通过数值计算得到发动机内部非定常流动以及气缸内部燃烧、传热等数据，进而可以得到发动机的性能，以及各模块参数等随曲轴转角或时间的变化规律。
在上述基础上，一维热力学模型经过发动机实际循环进气量、发动机转速、发动机扭矩、进气压力以及进气量等发动机性能参数的校正，可以较好的反映发动机的工作特性。
具体的，根据发动机排气管的涡前排气温度、发动机转速、发动机扭矩、进气压力以及进气量等与发动机性能有关的参数，输入性能仿真搭建的一维热力学模型中，输出一维热力学边界条件。
其中，所述一维热力学边界条件包括发动机中每个曲轴转角对应的缸盖排气道入口的排气温度、排气压力以及排气质量流量和涡前的排气温度、排气压力以及排气质量流量。
需要说明的是，一维热力学边界条件得到的是发动机一个工作循环(0-720°曲轴转角)中每个曲轴转角对应的缸盖排气道入口的排气温度、排气压力、排气质量流量和涡前的排气温度、排气压力、排气质量流量。
S120、根据所述一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，并将所述气侧平均对流换热系数和所述气侧近壁面平均温度输入至预先搭建好的传热计算有限元模型，输出发动机排气管温度场。
在上述实施例的基础上，根据所述一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，包括：将所述一维热力学边界条件输入至预先搭建好的三维热力学模型，输出发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度。
其中，三维热力学模型为计算流体动力学模型，首先可以建立几何实体模型，在此基础上进行前处理工作，其次，对几何实体模型划分出合格的、能够满足计算要求的网格，从而得到三维热力学模型。
传热计算有限元模型可以求解温度场对结构中的温度等物理量影响，其基本原理涉及到热分析、热接触理论和有限元分析理论等，目前关于传热计算有限元模型的搭建可以采用现有分析软件实现，且现有分析软件得到的结果精确度较高，本实施例在此不再累述。
具体的，在本实施例中，将一维热力学边界条件得到的发动机一个工作循环(0-720°曲轴转角)中每个曲轴转角对应的缸盖排气道入口的排气温度、排气压力、排气质量流量和涡前的排气温度、排气压力、排气质量流量，输入至预先搭建好的三维热力学模型，输出发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，将所述气侧平均对流换热系数和所述气侧近壁面平均温度输入至预先搭建好的传热计算有限元模型，输出发动机排气管温度场。
S130、将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量。
其中，强度计算有限元模型可以求解温度场对结构中的刚度等物理量影响，其基本原理涉及到热分析、热接触理论和有限元分析理论等，目前关于强度计算有限元模型的搭建可以采用现有分析软件实现，且现有分析软件得到的结果精确度较高，本实施例在此不再累述。
在上述实施例的基础上，在将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量之前，还包括：通过在所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面上设置弹力装置，得到所述当前装配的膨胀节的轴向刚度。
其中，弹力装置可以为弹簧，也可以为其他具有弹性性能的部件，本实施例对此不作任何限制。弹力装置用于模拟当前装配膨胀节的轴向刚度，即模拟预装配膨胀节的轴向刚度。
具体的，在上述基础上，通过在所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面上设置弹簧，得到所述当前装配的膨胀节的轴向刚度，并将当前装配的膨胀节的轴向刚度和发动机排气管温度场，输入至预先搭建好的强度计算有限元模型进行仿真计算，得到发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量。
进一步的，在上述实施例的基础上，所述法兰面之间的轴向和径向的相对变形量包括所述法兰面之间的轴向相对变形量、第一径向相对变形量和第二径向相对变形量；具体的，将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量，包括：将所述发动机排气管温度场和所述当前装配的膨胀节的轴向刚度，输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向相对变形量、第一径向相对变形量和第二径向相对变形量。
其中，轴向相对变形量为发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向相对变形量，即为发动机排气管当前装配的膨胀节X方向的相对变形量，第一径向相对变形量为发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的径向相对变形量，即为膨胀节Y方向的相对变形量，第二径向相对变形量为发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的径向相对变形量，即为膨胀节Z方向的相对变形量。
S140、基于所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测。
在上述实施例的基础上，基于所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测，包括：
若所述轴向相对变形量小于等于当前装配膨胀节轴向补偿量，且所述第一径向相对变形量小于等于当前装配膨胀节径向补偿量，且所述第二径向相对变形量小于等于当前装配膨胀节径向补偿量，则认为所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量满足膨胀节补偿量要求条件；
若所述轴向相对变形量大于当前装配膨胀节轴向补偿量，或所述第一径向相对变形量大于当前装配膨胀节径向补偿量，或所述第二径向相对变形量大于当前装配膨胀节径向补偿量，则认为所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量不满足膨胀节补偿量要求条件。
可以理解的是，当所述轴向相对变形量小于等于当前装配膨胀节轴向补偿量，所述第一径向相对变形量小于等于当前装配膨胀节径向补偿量，所述第二径向相对变形量小于等于当前装配膨胀节径向补偿量，三个条件任意一个不满足时，则可以认为发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量不满足膨胀节补偿量要求条件，此时，需要更换补偿量更大的膨胀节。
进一步的，在上述实施例的基础上，所述膨胀节补偿量的检测方法还包括：若所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量不满足膨胀节补偿量要求条件，则生成更换膨胀节预警信号，所述更换膨胀节预警信号用于提示更换膨胀节。
可以理解的是，更换膨胀节预警信号可以发送至本领域技术人员，本领域技术人员可以根据更换膨胀节预警信号准确了解到当前装配的膨胀节的补偿量是否合适。
进一步的，更换膨胀节预警信号可以通过声光警示或是界面弹出框等形式进行反馈，本实施例对此不作任何限制。同时，对检测是否满足膨胀节补偿量要求条件的结果可以进行显示，并存储至预设存储空间。
本发明实施例的技术方案，通过获取发动机性能参数，并将所述发动机性能参数输入至预先搭建好的一维热力学模型，输出一维热力学边界条件；根据所述一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，并将所述气侧平均对流换热系数和所述气侧近壁面平均温度输入至预先搭建好的传热计算有限元模型，输出发动机排气管温度场；将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量；基于所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测。解决了当前排气管在高温工作状态下热变形大，若分段式排气管之间的膨胀节补偿量小于排气管热变形量，将导致易拉断膨胀节、泄露高温气体发生故障的问题，以实现对分段式排气管法兰面之间在轴向和径向的相对变形量进行检测，准确检测出膨胀节补偿量是否满足要求。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种膨胀节补偿量的检测方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行优化。
相应的，本实施例的方法具体包括：
S210、获取发动机性能参数，并将所述发动机性能参数输入至预先搭建好的一维热力学模型，输出一维热力学边界条件。
其中，所述发动机性能参数包括所述发动机排气管的涡前排气温度、发动机转速、发动机扭矩、进气压力以及进气量；
所述一维热力学边界条件包括发动机中每个曲轴转角对应的缸盖排气道入口的排气温度、排气压力以及排气质量流量和涡前的排气温度、排气压力以及排气质量流量。
具体的，根据获取到的发动机试验采集到的数据，即发动机性能参数，输入至预先搭建好的一维热力学模型，输出发动机一个工作循环(0-720°曲轴转角)中每个曲轴转角对应的缸盖排气道入口的排气温度、排气压力、排气质量流量和涡前的排气温度、排气压力、排气质量流量。
S220、将所述一维热力学边界条件输入至预先搭建好的三维热力学模型，输出发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度。
S230、将所述气侧平均对流换热系数和所述气侧近壁面平均温度输入至预先搭建好的传热计算有限元模型，输出发动机排气管温度场。
S240、通过在所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面上设置弹力装置，得到所述当前装配的膨胀节的轴向刚度。
S250、将所述发动机排气管温度场和所述当前装配的膨胀节的轴向刚度，输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向相对变形量、第一径向相对变形量和第二径向相对变形量。
示例性的，结构仿真搭建强度计算有限元模型，在分段式排气管法兰面之间设置弹力装置(如弹簧)以模拟预装配的膨胀节的轴向刚度，并输入上述获得的发动机排气管温度场，获得分段式排气管法兰面之间的轴向相对变形量(X方向)和径向相对变形量(Y方向和Z方向)，记为轴向相对变形量U1、第一径向相对变形量U2、第二径向相对变形量U3。
S260、判断是否所述轴向相对变形量小于等于当前装配膨胀节轴向补偿量，且所述第一径向相对变形量小于等于当前装配膨胀节径向补偿量，且所述第二径向相对变形量小于等于当前装配膨胀节径向补偿量，若是，则执行步骤S270，若否，则执行步骤S280。
示例性的，以分段式排气管法兰面之间的轴向相对变形量U1、第一径向相对变形量U2、第二径向相对变形量U3，与当前装配膨胀节轴向补偿量U1constant和当前装配膨胀节径向补偿量U23constant进行比较，轴向相对变形量U1≤当前装配膨胀节轴向补偿量U1constant，且第一径向相对变形量U2≤当前装配膨胀节径向补偿量U23constant，第二径向相对变形量U3≤当前装配膨胀节径向补偿量U23constant，根据上述三个条件则可检测出该当前装配的膨胀节(即预装配的膨胀节)的补偿量是否满足要求。
S270、认为所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量满足膨胀节补偿量要求条件。
S280、认为所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量不满足膨胀节补偿量要求条件，执行步骤S290。
S290、生成更换膨胀节预警信号，所述更换膨胀节预警信号用于提示更换膨胀节。
本发明实施例的技术方案，采用分段式排气管法兰面之间在轴向和径向的相对变形量和分段式排气管预装配的膨胀节在轴向和径向的补偿量进行比较，可以准确检测出预装配的膨胀节的补偿量是否满足要求。其通过以此相对变形量作为检测膨胀节的补偿量的仿真计算输入基于发动机试验数据，保证了仿真计算结果的可靠性，计算精准度高，可以准确检测出预装配的膨胀节的补偿量是否满足要求。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种膨胀节补偿量的检测装置的结构图，本实施例可适用于对分段式排气管预装配的膨胀节的补偿量进行适配检测的情况。
如图4所示，所述膨胀节补偿量的检测装置包括：一维热力学边界条件输出模块310、温度场输出模块320、相对变形量输出模块330和膨胀节补偿量检测模块340，其中：
一维热力学边界条件输出模块310，用于获取发动机性能参数，并将所述发动机性能参数输入至预先搭建好的一维热力学模型，输出一维热力学边界条件；
温度场输出模块320，用于根据所述一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，并将所述气侧平均对流换热系数和所述气侧近壁面平均温度输入至预先搭建好的传热计算有限元模型，输出发动机排气管温度场；
相对变形量输出模块330，用于将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量；
膨胀节补偿量检测模块340，用于基于所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测。
本实施例的膨胀节补偿量的检测装置，通过获取发动机性能参数，并将所述发动机性能参数输入至预先搭建好的一维热力学模型，输出一维热力学边界条件；根据所述一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，并将所述气侧平均对流换热系数和所述气侧近壁面平均温度输入至预先搭建好的传热计算有限元模型，输出发动机排气管温度场；将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量；基于所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测。解决了当前排气管在高温工作状态下热变形大，若分段式排气管之间的膨胀节补偿量小于排气管热变形量，将导致易拉断膨胀节、泄露高温气体发生故障的问题，以实现对分段式排气管法兰面之间在轴向和径向的相对变形量进行检测，准确检测出膨胀节补偿量是否满足要求。
在上述各实施例的基础上，所述发动机性能参数包括所述发动机排气管的涡前排气温度、发动机转速、发动机扭矩、进气压力以及进气量；
所述一维热力学边界条件包括发动机中每个曲轴转角对应的缸盖排气道入口的排气温度、排气压力以及排气质量流量和涡前的排气温度、排气压力以及排气质量流量。
在上述各实施例的基础上，根据所述一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，包括：
将所述一维热力学边界条件输入至预先搭建好的三维热力学模型，输出发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度。
在上述各实施例的基础上，在将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量之前，还包括：
通过在所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面上设置弹力装置，得到所述当前装配的膨胀节的轴向刚度。
在上述各实施例的基础上，所述法兰面之间的轴向和径向的相对变形量包括所述法兰面之间的轴向相对变形量、第一径向相对变形量和第二径向相对变形量；
将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量，包括：
将所述发动机排气管温度场和所述当前装配的膨胀节的轴向刚度，输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向相对变形量、第一径向相对变形量和第二径向相对变形量。
在上述各实施例的基础上，基于所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测，包括：
若所述轴向相对变形量小于等于当前装配膨胀节轴向补偿量，且所述第一径向相对变形量小于等于当前装配膨胀节径向补偿量，且所述第二径向相对变形量小于等于当前装配膨胀节径向补偿量，则认为所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量满足膨胀节补偿量要求条件；
若所述轴向相对变形量大于当前装配膨胀节轴向补偿量，或所述第一径向相对变形量大于当前装配膨胀节径向补偿量，或所述第二径向相对变形量大于当前装配膨胀节径向补偿量，则认为所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量不满足膨胀节补偿量要求条件。
在上述各实施例的基础上，所述膨胀节补偿量的检测装置还包括：
若所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量不满足膨胀节补偿量要求条件，则生成更换膨胀节预警信号，所述更换膨胀节预警信号用于提示更换膨胀节。
上述各实施例所提供的膨胀节补偿量的检测装置可执行本发明任意实施例所提供的膨胀节补偿量的检测方法，具备执行膨胀节补偿量的检测方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图5为本发明实施例四提供的一种膨胀节补偿量的检测设备的结构示意图，如图5所示，该膨胀节补偿量的检测设备包括处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440；膨胀节补偿量的检测设备中处理器410的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器410为例；膨胀节补偿量的检测设备中的处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器420作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的膨胀节补偿量的检测方法对应的程序指令/模块(例如，膨胀节补偿量的检测装置中的一维热力学边界条件输出模块310、温度场输出模块320、相对变形量输出模块330和膨胀节补偿量检测模块340)。处理器410通过运行存储在存储器420中的软件程序、指令以及模块，从而执行膨胀节补偿量的检测设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的膨胀节补偿量的检测方法。
存储器420可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器420可进一步包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至膨胀节补偿量的检测设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置430可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与膨胀节补偿量的检测设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置440可包括显示屏等显示设备。
实施例五
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种膨胀节补偿量的检测方法，该膨胀节补偿量的检测方法包括：
获取发动机性能参数，并将所述发动机性能参数输入至预先搭建好的一维热力学模型，输出一维热力学边界条件；
根据所述一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，并将所述气侧平均对流换热系数和所述气侧近壁面平均温度输入至预先搭建好的传热计算有限元模型，输出发动机排气管温度场；
将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量；
基于所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的膨胀节补偿量的检测方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述膨胀节补偿量的检测装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种膨胀节补偿量的检测方法，其特征在于，包括：
获取发动机性能参数，并将所述发动机性能参数输入至预先搭建好的一维热力学模型，输出一维热力学边界条件；
根据所述一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，并将所述气侧平均对流换热系数和所述气侧近壁面平均温度输入至预先搭建好的传热计算有限元模型，输出发动机排气管温度场；
将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量；
基于所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测。
2.根据权利要求1所述的膨胀节补偿量的检测方法，其特征在于，所述发动机性能参数包括所述发动机排气管的涡前排气温度、发动机转速、发动机扭矩、进气压力以及进气量；
所述一维热力学边界条件包括发动机中每个曲轴转角对应的缸盖排气道入口的排气温度、排气压力以及排气质量流量和涡前的排气温度、排气压力以及排气质量流量。
3.根据权利要求1所述的膨胀节补偿量的检测方法，其特征在于，根据所述一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，包括：
将所述一维热力学边界条件输入至预先搭建好的三维热力学模型，输出发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度。
4.根据权利要求1所述的膨胀节补偿量的检测方法，其特征在于，在将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量之前，还包括：
通过在所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面上设置弹力装置，得到所述当前装配的膨胀节的轴向刚度。
5.根据权利要求4所述的膨胀节补偿量的检测方法，其特征在于，所述法兰面之间的轴向和径向的相对变形量包括所述法兰面之间的轴向相对变形量、第一径向相对变形量和第二径向相对变形量；
将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量，包括：
将所述发动机排气管温度场和所述当前装配的膨胀节的轴向刚度，输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向相对变形量、第一径向相对变形量和第二径向相对变形量。
6.根据权利要求5所述的膨胀节补偿量的检测方法，其特征在于，基于所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测，包括：
若所述轴向相对变形量小于等于当前装配膨胀节轴向补偿量，且所述第一径向相对变形量小于等于当前装配膨胀节径向补偿量，且所述第二径向相对变形量小于等于当前装配膨胀节径向补偿量，则认为所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量满足膨胀节补偿量要求条件；
若所述轴向相对变形量大于当前装配膨胀节轴向补偿量，或所述第一径向相对变形量大于当前装配膨胀节径向补偿量，或所述第二径向相对变形量大于当前装配膨胀节径向补偿量，则认为所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量不满足膨胀节补偿量要求条件。
7.根据权利要求6所述的膨胀节补偿量的检测方法，其特征在于，所述膨胀节补偿量的检测方法还包括：
若所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量不满足膨胀节补偿量要求条件，则生成更换膨胀节预警信号，所述更换膨胀节预警信号用于提示更换膨胀节。
8.一种膨胀节补偿量的检测装置，其特征在于，包括：
一维热力学边界条件输出模块，用于获取发动机性能参数，并将所述发动机性能参数输入至预先搭建好的一维热力学模型，输出一维热力学边界条件；
温度场输出模块，用于根据所述一维热力学边界条件确定发动机排气管道的气侧平均对流换热系数和气侧近壁面平均温度，并将所述气侧平均对流换热系数和所述气侧近壁面平均温度输入至预先搭建好的传热计算有限元模型，输出发动机排气管温度场；
相对变形量输出模块，用于将所述发动机排气管温度场输入至预先搭建好的强度计算有限元模型，输出发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量；
膨胀节补偿量检测模块，用于基于所述发动机排气管当前装配的膨胀节的法兰面之间的轴向和径向的相对变形量对所述发动机排气管当前装配的膨胀节的补偿量是否满足膨胀节补偿量要求条件进行检测。
9.一种膨胀节补偿量的检测设备，其特征在于，所述膨胀节补偿量的检测设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一项所述的膨胀节补偿量的检测方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的膨胀节补偿量的检测方法。
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