[01081680]汽车发动机振动分析与热试系统研发应用

该项目属汽车发动机零部件技术学科领域，涉及车辆工程。汽车工业是中国的重要支柱产业，据中国汽车工业协会发布的《中国汽车零部件行业发展年度报告》显示，从2000年至今，汽车产销量分别从2001年的233.4万辆和236.4万辆增长到2014年的2372.3万辆和2349.2万辆。在此背景下，作为汽车动力心脏的发动机的产销量也迅速增长。发动机作为汽车的重要组成部分，其产品质量、性能越来越受到汽车厂家、消费者的关注，作为发动机出厂前的检测试验，要求也越来越严格。因此，发动机的振动分析及热磨合试验(简称热试)对保证发动机质量尤为重要。热试是指启动发动机，以自身为动力，在不同工况下完成测试的试验。发动机热试能真实地反映发动机的工作状况因而能发现发动机的许多质量问题，如零件的安装装配问题、零件本身的质量问题等。同时它还可以为发动机做一次热的磨合降低零件表面的粗糙度，提高零件的配合质量，以保证发动机正常使用。因此，发动机热试能够在保证不损坏发动机的前提下，检测发动机各个部分的性能和缺陷，特别是检查发动机是否存在异响、三漏、怠速、抖动及排放等故障，分析发动机的质量状况。国外发达国家的热试系统较为成熟，但是其技术保密，而且热试系统的价格相当昂贵，一套完整的系统要上百万美元。同时需专业培训，且设备的维护成本太高。对于国内热试系统，技术水平正处于上升阶段，设备的稳定性、可靠性也逐渐好转。上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司拥有整车制造工厂和发动机工厂，发动机工程已形成了60万台的年生产能力。大量的发动机在出厂之前需要进行热试，因此，在企业实际需求的背景下，青岛理工大学研究了汽车发动机的振动分析，并开发了热试系统。该项目经过多年研究与实践应用，取得的主要创新性成果有：(1)提出了一种新的测定发动机等的橡胶减震器的动力学特性的试验方法。该方法利用测量到的复数频率响应函数通过实数和虚数的分离从一个动力函数方程式里解出两个频率变量，并通过最小公差法确定橡胶减震器的刚度和阻尼在频率域的变化值。(2)提出利用发动机的振动信号，运用声发射技术、瞬时角位移技术等提取有效的发动机故障特征，并通过开发新的信号处理技术分析这些特征信号，对发动机故障进行及时诊断排查。(3)开发了一套完整的发动机热试系统，包括辅助系统和测试系统，用以排查发动机可能存在的异响、三漏、振动及排放等故障，以满足检查发动机质量的要求。该系统分为6个子系统：发动机热试台架子系统、排放与通风子系统、冷却液供给子系统、燃油供给子系统、压缩空气供给子系统、安全消防子系统。该项目获得了多项研究成果，建立了完整的热试系统；获授权发明专利2项，实用新型专利1项，出版著作1部，发表论文19篇。而且所研发的热试系统，着眼于通用性，能够适用于不同系列的发动机进行热磨合试验，可移植性强。