發(fā)布時間：2018-01-08 20:29

  本文關鍵詞：重型天然氣發(fā)動機電子節(jié)氣門故障分析及性能優(yōu)化　出處：《江蘇大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 電子節(jié)氣門 卡滯 滾珠軸承 壓縮率 型式試驗

【摘要】：重型天然氣發(fā)動機的研發(fā)和推廣應用是降低尾氣排放、減小環(huán)境污染的有效措施。重型天然氣發(fā)動機是在保持柴油機大部分零部件通用的基礎上,重點對進排氣系統(tǒng)、配氣機構(gòu)等進行了重新設計,天然氣發(fā)動機專用件均與電子控制單元相關聯(lián),與汽油發(fā)動機專用件具有一定互換性。本文以天然氣發(fā)動機期初匹配的BOSCH電子節(jié)氣門為研究對象,通過綜合檢測設備、FTA(故障樹)、DOE全因子試驗等軟硬件技術(shù)深入分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)缺陷并進行優(yōu)化提升。本文首先根據(jù)天然氣發(fā)動機電子控制單元控制策略和電子節(jié)氣門工作原理,結(jié)合電子節(jié)氣門臺架試驗特點和整車環(huán)境工作參數(shù)。選擇合適電源及起源裝置,確定了氣門開度等控制參數(shù),開發(fā)綜合檢測設備,并申報發(fā)明專利。該設備在故障件檢測分析中廣泛應用。其次,通過對故障產(chǎn)品的拆解分析,明確電子節(jié)氣門故障模式。對故障模式和缺陷情況的分析表明,電子節(jié)氣門滾針軸承(無軸端密封)結(jié)構(gòu)是產(chǎn)品出現(xiàn)卡滯故障的重要原因,運用DOE試驗模型進行軸承及軸端結(jié)構(gòu)全因子試驗,并通過電子節(jié)氣門靜態(tài)、瞬態(tài)臺架試驗進行充分驗證,確定滾珠軸承+骨架油封結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,完成該方案下的電子節(jié)氣門電機進行匹配性試驗。最后,通過對蓋板密封不嚴造成的功能失效件進行拆解分析,展開電子節(jié)氣門蓋板密封圈進行壓縮率的計算,根據(jù)矩形密封圈靜止密封特性,確定最優(yōu)壓縮率25%,最終確定矩形密封圈的厚度尺寸由3mm改為4mm,壓縮率由14%提高到25%,并完成新結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的浸水和打壓試驗。以上試驗結(jié)果均符合產(chǎn)品性能參數(shù),產(chǎn)品釋放前根據(jù)相關標準制定試驗方案,設計完成高/低溫存儲、高溫沖擊、濕熱循環(huán)、鹽霧、振動測試、耐久性、耐化學試劑等8項型式試驗,新結(jié)構(gòu)電子節(jié)氣門的型式性能均符合產(chǎn)品標準要求。新結(jié)構(gòu)產(chǎn)品在完成臺架試驗和型式試驗后,根據(jù)地域環(huán)境特點進行了整車道路試驗驗證,道路試驗顯示新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品使用壽命較老結(jié)構(gòu)產(chǎn)品有明顯增長,在原來5萬公里的基礎上延長近1倍,故障率由期初的2.78%下降到0.79%,新結(jié)構(gòu)產(chǎn)品已在WT系列重型天然氣發(fā)動機上完成切換上場,并逐步在MT系列重型天然氣發(fā)動機上推廣使用。
[Abstract]:The development and application of heavy-duty natural gas engine is an effective measure to reduce exhaust gas emission and reduce environmental pollution. Heavy natural gas engine is based on maintaining the common use of most parts of diesel engine. The re-design of intake and exhaust system and valve distribution mechanism is emphasized, and the special parts of natural gas engine are all related to electronic control unit. This paper takes the BOSCH electronic throttle which matches the natural gas engine at the beginning of the period as the research object, through the comprehensive inspection equipment FTA (fault tree). The software and hardware techniques such as DOE full-factor test are used to analyze the defects of the product structure and optimize the structure. Firstly, according to the control strategy of the electronic control unit of natural gas engine and the working principle of electronic throttle. Combined with the characteristics of the electronic throttle bench test and the working parameters of the whole vehicle environment, the suitable power supply and the origin device were selected, the control parameters such as valve opening were determined, and the comprehensive testing equipment was developed. The device is widely used in fault detection and analysis. Secondly, through disassembly and analysis of fault products, the fault mode of electronic throttle is clear. The analysis of fault mode and defect shows that. The structure of electronic throttle needle roller bearing (without shaft end seal) is an important reason for the stagnation of the product. The DOE test model is used to carry out the full factor test of the bearing and shaft end structure, and the static state of the electronic throttle is adopted. The transient bench test was carried out to confirm the optimization scheme of the ball bearing skeleton oil seal and the matching test of the electronic throttle motor under the scheme was completed. Finally. Through disassembling and analyzing the functional failure parts caused by the loose sealing of the cover plate, the compression ratio of the electronic throttle cover plate seal ring is calculated. According to the static sealing characteristics of the rectangular seal ring, the optimal compression ratio is determined to be 25%. Finally, the thickness of the rectangular seal ring is changed from 3 mm to 4 mm, and the compression ratio is increased from 14% to 25%. The above test results all accord with the product performance parameters. Before the release of the product, according to the relevant standards to formulate the test plan, design the high / low temperature storage, high temperature impact. Moisture and heat cycle, salt spray, vibration test, durability, chemical resistance, etc. 8 types of tests. The new structure electronic throttle's type performance all conforms to the product standard request. After the new structure product completes the bench test and the type test, carries on the entire vehicle road test verification according to the regional environment characteristic. The road test shows that the service life of the new structure product is obviously longer than that of the old one, and the service life of the new structure product has been increased by nearly twice as much as the original 50,000 km, and the failure rate has decreased from 2.78% at the beginning of the period to 0.79%. The new structure product has been used in WT series heavy natural gas engine, and has been popularized in MT series heavy natural gas engine step by step.
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK433

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本文編號：1398578