(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211109464.7 (22)申请日 2022.09.13 (71)申请人 北京电子科技职业学院 地址 100176 北京市大兴区经济技 术开发 区凉水河一 街九号 (72)发明人 任小龙　龙建　刘敏杰　隋美丽　 (74)专利代理 机构 北京卓爱普专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 11920 专利代理师 王玉松 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/14(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种内燃 机缸孔变形的设计优化方法 (57)摘要 本发明公开一种内燃机缸孔变形的设计优 化方法， 包 括以下步骤： S1.内燃机 缸体设计； S2. 对该缸体模型进行仿真分析； S3.根据合格的理 论设计生产样件； S4.测量样件的各项技术指标 参数， 并对所测数据进行信号频谱分析， 提取出 缸孔变形中各阶次变形分量大小及相位特点， 并 与仿真数据分析结果对比。 本发 明内燃机缸孔变 形的设计优化方法综合了理论设计、 设计经验、 仿真分析、 试验验证、 数据处理及分析的先进技 术， 以提高内燃机缸孔设计精度， 缩短设计周期， 节约资源， 降低开发 成本。 权利要求书1页 说明书7页 附图9页 CN 115374568 A 2022.11.22 CN 115374568 A 1.一种内燃 机缸孔变形的设计优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1.内燃机缸体设计； S2.对该缸体模型进行仿真 分析； S3.根据分析 结果设计生产样件； S4.测量样件的各项技术指标参数， 并对所测数据进行信号频谱分析， 提取出缸孔变形 中各阶次变形分量大小及相位特点， 并与仿真数据分析 结果对比。 2.根据权利要求1所述的内燃机缸孔变形的设计优化方法， 其特征在于： 所述S1中， 结 合现有设计经验根据设计目标进行 缸体理论设计， 并生产理论设计数 学模型。 3.根据权利要求2所述的内燃机缸孔变形的设计优化方法， 其特征在于： 所述S2中， 当 分析结果不满足设计要求时， 重新对缸体数模进 行理论设计； 当分析结果满足设计要求时， 提取仿真分析结果， 并对仿真数据进行非周期性信号频谱分析， 进一步查找并分析产生各 阶次变形的原因， 形成缸孔变形的进一 步优化方案及生产样件的加工方案的设计。 4.根据权利要求3所述的内燃机缸孔变形的设计优化方法， 其特征在于： 所述S4中， 若 样件加工精度较差， 则从以上数据处理结果对比的结果中便可查找实际加工及生产中的不 足， 以形成待改进的流 程或工艺， 并对样件进行改善 。 5.根据权利要求3所述的内燃机缸孔变形的设计优化方法， 其特征在于： 所述S2中， 缸 体模型的仿真 分析为CAE分析， 仿真 分析结果包括缸孔变形 数模。 6.根据权利要求4所述的内燃机缸孔变形的设计优化方法， 其特征在于： 所述S4中， 测 量样件的技 术指标参数包括缸孔变形 数据。 7.根据权利要求4所述的内燃机缸孔变形的设计优化方法， 其特征在于： 所述S2以及S4 中， 信号频谱分析均采用傅里叶变换及反傅里叶变换进行分析处理， 并提取出缸孔变形中 各阶次变形分量大小及相位特点。 8.根据权利要求1所述的内燃机缸孔变形的设计优化方法， 其特征在于： 所述S1中， 进 行实体缸盖以及工艺缸盖 螺栓预紧力极限状态下 缸孔变形模拟计算分析， 包括以下步骤： S11.载荷工况分析： 包括实体缸盖的载荷分析以及工艺缸盖的载荷分析； S12.缸孔计算分析： 包括 一缸孔、 二缸孔、 三缸孔、 四缸孔的计算分析； S13.结果分析。 9.根据权利要求8所述的内燃机缸孔变形的设计优化方法， 其特征在于： 所述S11中， 设 定实体缸盖的螺栓预紧力： 57KN(1 ‑20％)＝45.6KN， 模拟实物缸盖受到最小的螺栓载荷情 况； 设定工艺缸盖的螺栓预 紧力： 57KN(1+20％) ×(1+15％)＝78.66KN， 模拟实物缸盖受到 最小的螺 栓载荷情况。 10.根据权利要求8所述的内燃机缸孔变形的设计优化方法， 其特征在于： 所述S13中， 工艺缸盖螺栓预紧力取上限， 实体缸盖螺栓预紧力取下限， 由于工艺缸盖螺栓预紧力过大， 造成反变形过大， 而实物缸盖螺栓预紧力过小， 弥补反变形不足， 一缸孔与四缸孔相当， 二 缸孔与三缸孔相当， 拉缸 出现亮条位置基本与仿真结果 一致。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115374568 A 2一种内燃机缸孔变形的设计优化方 法 技术领域 [0001]本发明涉及一种内燃机技术领域， 尤其涉及一种内燃机缸孔变形的设计优化方 法。 背景技术 [0002]缸体是发动机重要的零件之一， 缸体的缸孔变形破坏了活塞环的密封性能， 对发 动机的正常工作有很大影响。 控制缸孔的变形可以减小配缸间隙， 降低活塞敲击气缸 的力 度， 从而降低振动噪声。 [0003]目前内燃机缸孔的设计主要依靠理论与经验相结合的方法， 该方法耗时耗力且效 果不佳。 具体为： 根据内燃机功 率等参数完成理论设计， 并结合相关结构的设计经验对理论 结果进行校正； 而对内燃机缸孔的强度及刚度则主要依靠经验或参考同类产品的设计， 尤 其是缸孔变形 的数据一般通过样件的反复实验获得 的， 并在实测中发现问题， 从而对结构 进行反复修正， 直至样件精度达到实际要求。 该过程存在设计精度不高， 设计周期 较长且反 复修正， 效率不高， 耗资较大， 严重浪费人力、 物力、 时间等。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提供一种内燃机缸孔变形的设计优化方法， 以提高内燃机缸孔 设计效率， 压缩开发周期。 [0005]为实现上述目的， 本发明的技 术方案为： [0006]一种内燃 机缸孔变形的设计优化方法， 包括以下步骤： [0007]S1.内燃机缸体设计； [0008]S2.对该缸体模型进行仿真 分析； [0009]S3.根据合格的理论设计生产样件； [0010]S4.测量样件的各项技术指标参数， 并对所测数据进行信号频谱分析， 提取出缸孔 变形中各阶次变形分量大小及相位特点， 并与仿真数据分析 结果对比。 [0011]作为进一步改进， 所述S1中， 结合现有 设计经验根据设计目标进行缸体理论设计， 并生产理论设计数 学模型。 [0012]作为进一步改进， 所述S2中， 当分析结果不满足设计要求时， 重新对缸体数模进行 理论设计； 当分析结果满足设计要求时， 提取仿真分析结果， 并对仿 真数据进 行非周期性信 号频谱分析， 进一步查找并分析产生各阶次变形 的原因， 形成缸孔变形 的进一步优化方案 及生产样件的加工方案的设计。 [0013]作为进一步改进， 所述S 4中， 若样件加工精度较差， 则从以上数据处理结果对比的 结果中便可查找实际加工及生产中的不足， 以形成待 改进的流程或工艺， 并对样件进行改 善。 [0014]作为进一步改进， 所述S2中， 缸体模型的仿真分析为CAE分析， 仿真分析结果包括 缸孔变形 数模。说　明　书 1/7 页 3 CN 115374568 A 3