CN110579419A - 低周疲劳可靠性试验方法和装置 - Google Patents

低周疲劳可靠性试验方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于发动机技术领域，公开了一种低周疲劳可靠性试验方法和装置。所述低周疲劳可靠性试验方法包括冷热冲击试验环节；其中，所述冷热冲击试验环节包括以下步骤：在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转；在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转。通过上述方式，对发动机进行低周疲劳可靠性试验，检验发动机在冷热交替冲击下，各种零件的可靠性及耐久性，解决了现有技术中低周疲劳可靠性试验中高热负荷测试不稳定、循环次数低于正常的低周疲劳破坏的次数的技术问题。

Description

低周疲劳可靠性试验方法和装置
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种低周疲劳可靠性试验方法和装置。
背景技术
目前缸盖材料的疲劳破坏包括两类：高周疲劳破坏和低周疲劳破坏。高周疲劳是指作用于材料上的应力水平较低，破坏循环次数一般高于10000-100000次的疲劳；低周疲劳是指作用于材料上的应力水平较高，破坏循环次数一般低于10000次的疲劳。缸盖在恒定温度下受到负荷循环的作用，此时应力水平较低，只有负荷循环，属于高周疲劳，在试验开发及分析中已经应用比较成熟。但是在温度循环和负荷循环共同作用下，此时的应力水平较高，破坏循环的次数在3000-4000次左右，属于低周疲劳，目前关于此方面的试验开发比较缺少。
缸盖的低周疲劳开裂的原理：缸盖在冷热冲击交替产生压缩与拉伸应力的作用下更易产生裂纹，因为当内燃机工作时，气缸盖水套壁的温度是60～80℃，但缸盖底面温度达到400～480℃，所以热胀冷缩受到限制，火力面发生强烈的压缩应力，冷却面受到很大的拉伸作用，在高温条件下，材料的弹性极限下降，发生塑性变形。因为发生了塑性变形，高温条件下压缩应力有所下降。当内燃机停机以后，火力面温度下降，但还不到环境温度时，压缩应力已全部消失，当温度继续下降到环境温度时，表面出现拉伸应力，这就是残余拉伸应力。裂纹能否发生，取决于此拉伸应力的大小，如果局部地区温度超过允许值愈多，运行时间愈长，残余拉伸应力愈大，经过若干次“加热——冷却”的循环而发生了拉、压的反复作用后，也会由于疲劳而造成裂纹。
目前国标《GB19055汽车发动机可靠性试验方法》中有一种冷热冲击试验方法，来进行低周疲劳测试，其中温度循环的方式是依靠发动机运行时燃烧热量带动的自然上升和自然下降的，温度变化的周期较长，在热负荷和冷负荷的工况稳定运行时间极短，导致缸盖材料的温度随水温变化，没法稳定在最高热负荷和最低热负荷；一个循环6分钟，标准中规定冷热冲击总共200-300小时，总共的循环次数在3000次以下，低于正常的缸盖低周疲劳破坏的次数，不容易发现和考核问题。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种低周疲劳可靠性试验方法和装置，旨在解决现有技术低周疲劳可靠性试验中高热负荷测试不稳定、循环次数低于正常的低周疲劳破坏的次数的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种低周疲劳可靠性试验方法，所述低周疲劳可靠性试验方法包括冷热冲击试验环节；
其中，所述冷热冲击试验环节包括以下步骤：
在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转；
在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转。
优选地，所述第一预设工况时间包括：第一子阶段时间、第二子阶段时间和第三子阶段时间；
所述在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转的步骤，具体包括：
在所述第一子阶段时间内，提高所述发动机的转速和负荷，以运行至全速全负荷工况；
在所述第二子阶段时间内，控制冷却液温度上升至第一工况温度；
在所述第三子阶段时间内，控制所述发动机在所述第一工况温度下保持所述全速全负荷工况运转。
优选地，所述第二预设工况时间包括：第四子阶段时间、第五子阶段时间和第六子阶段时间；
所述在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转的步骤，具体包括：
在所述第四子阶段时间内，降低所述发动机的转速和负荷，以运行至怠速无负荷工况；
在所述第五子阶段时间内，控制冷却液温度下降至第二工况温度；
在所述第六子阶段时间内，控制所述发动机在所述第二工况温度下保持所述怠速无负荷工况运转。
优选地，所述低周疲劳可靠性试验方法还包括初试性能试验环节；所述初试性能试验环节在所述冷热冲击试验环节之前；
其中，所述初试性能试验环节包括以下步骤：
控制所述发动机按照磨合规范进行磨合试验，所述磨合试验结束后，提示更换发动机机油；
控制所述发动机以预设转速及预设负荷运转，以提升所述发动机的出水温度和机油温度；
在所述发动机的出水温度达到第一预设温度及机油温度达到第二预设温度时，控制所述发动机进行初试性能试验，所述初试性能试验包括外特性试验及万有特性试验。
优选地，所述低周疲劳可靠性试验方法还包括复试性能试验环节，所述复试性能试验环节在所述冷热冲击试验环节之后；
其中，所述复试性能试验环节包括以下步骤：
控制所述发动机进行复试性能试验，所述复试性能试验包括所述外特性试验及所述万有特性试验。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种低周疲劳可靠性试验装置，所述低周疲劳可靠性试验装置包括台架水恒温***，所述台架水恒温***用于进行冷热冲击试验，其中，所述台架水恒温***包括热冲击控制***和冷冲击控制***：
所述热冲击控制***，用于在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转；
所述冷冲击控制***，用于在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转。
优选地，所述第一预设工况时间包括：第一子阶段时间、第二子阶段时间和第三子阶段时间；
所述热冲击控制***，还用于在所述第一子阶段时间内，提高所述发动机的转速和负荷，以运行至全速全负荷工况；在所述第二子阶段时间内，控制冷却液温度上升至第一工况温度；在所述第三子阶段时间内，控制所述发动机在所述第一工况温度下保持所述全速全负荷工况运转。
优选地，所述第二预设工况时间包括：第四子阶段时间、第五子阶段时间和第六子阶段时间；
所述冷冲击控制***，还用于在所述第四子阶段时间内，降低所述发动机的转速和负荷，以运行至怠速无负荷工况；在所述第五子阶段时间内，控制冷却液温度下降至第二工况温度；在所述第六子阶段时间内，控制所述发动机在所述第二工况温度下保持所述怠速无负荷工况运转。
优选地，所述低周疲劳可靠性试验装置还包括三通电磁阀；所述热冲击控制***包括热水水箱及第一循环水泵；
所述热冲击控制***，还用于控制所述发动机运转到全速时，打开所述三通电磁阀的热水端，通过所述第一循环水泵向所述发动机内充入热水，使所述发动机出水温度上升至所述第一工况温度。
优选地，所述冷冲击控制***包括冷水水箱及第二循环水泵；
所述冷冲击控制***，还用于控制所述发动机运转到怠速时，打开所述三通电磁阀的冷水端，通过所述第二循环水泵向发动机内充入冷水，使发动机出水温度下降至所述第二工况温度。
本发明提供了一种低周疲劳可靠性试验方法，所述低周疲劳可靠性试验方法包括冷热冲击试验环节；其中，所述冷热冲击试验环节包括在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转；在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转。本发明的主要目的在于提供一种低周疲劳可靠性试验方法和设备，通过上述方式，对发动机进行低周疲劳可靠性试验，检验发动机在冷热交替冲击下，各种零件的可靠性及耐久性，解决了现有技术中低周疲劳可靠性试验中高热负荷测试不稳定、循环次数低于正常的低周疲劳破坏的次数的技术问题。
附图说明
图1为本发明低周疲劳可靠性试验方法第一实施例的流程示意图；
图2为本发明低周疲劳可靠性试验方法第二实施例的流程示意图；
图3为本发明低周疲劳可靠性试验方法第三实施例的流程示意图；
图4为本发明低周疲劳可靠性试验方法第四实施例的流程示意图；
图5为本发明一种低周疲劳可靠性试验装置第一实施例的结构框图；
图6为本发明一种低周疲劳可靠性试验装置第一实施例的电路结构示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种低周疲劳可靠性试验方法，参照图1，图1为本发明一种低周疲劳可靠性试验方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述低周疲劳可靠性试验方法包括冷热冲击试验环节；
其中，所述冷热冲击试验环节包括以下步骤：
步骤S10：在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转。
需要说明的是，发动机在温度循环和负荷循环共同作用下，此时的应力水平较高，破坏循环的次数在3000-4000次左右，属于低周疲劳，根据发动机低周疲劳破坏的原理及CAE分析时使用的低周疲劳工况，经过综合考量和设计，制定本方案低周疲劳可靠性试验方法，所述发动机可为汽油发动机或柴油发动机，低周疲劳可靠性试验循环可以定义为360s，本实施例对此不加以限制，低周疲劳可靠性试验需要控制三个参数，发动机转速、负荷以及出水口温度。其中可以定义升温段180s，降温段180s，本实施例对此不加以限制。在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转，其中所述第一预设工况时间即升温段180s，发动机提升至额定转速及全负荷，提升到全速全负荷后保持此工况到整个过程持续180s，在高热全负荷急速热冲击下对发动机进行低周疲劳可靠性试验。
步骤S20：在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转。
需要说明的是，低周疲劳可靠性试验循环可以定义为360s，本实施例对此不加以限制，低周疲劳可靠性试验需要控制三个参数，发动机转速、负荷以及出水口温度。其中可以定义升温段180s，降温段180s，本实施例对此不加以限制。在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转，其中所述第二预设工况时间即降温段180s，发动机在空档情况下运转降低至怠速及无负荷，降低到怠速无负荷后保持此工况到整个过程持续180s，在低温冷冲击下对发动机进行低周疲劳可靠性试验。
易于理解的是，低周疲劳可靠性试验循环可以定义为360s，其中升温段180s，降温段180s，在升温段，发动机转速和负荷快速提升到全速全负荷，提升到全速全负荷后保持此工况到整个过程持续180s，然后快速降低转速和负荷，分别到怠速和无负荷工况，保持此工况到整个过程持续180s，此360s过程为一个低周疲劳可靠性试验循环，试验可进行4000个循环，本实施例对此不加以限制。
本实施例通过进行冷热冲击试验即在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转；在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转，对发动机进行低周疲劳可靠性试验，检验发动机在冷热交替冲击下，各种零件的可靠性及耐久性。
参考图2，图2为本发明一种低周疲劳可靠性试验方法第二实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，本实施例低周疲劳可靠性试验方法，所述第一预设工况时间包括：第一子阶段时间、第二子阶段时间和第三子阶段时间；
所述步骤S10具体包括：
步骤S101：在所述第一子阶段时间内，提高所述发动机的转速和负荷，以运行至全速全负荷工况。
需要说明的是，所述第一预设工况时间即升温段180s，在所述第一子阶段时间内，发动机提升至全速及全负荷，其中所述第一子阶段时间为负荷变换时间，可定义为10s，本实施例对此不加以限制。
步骤S102：在所述第二子阶段时间内，控制冷却液温度上升至第一工况温度。
需要说明的是，在升温段180s，发动机转速和负荷快速提升到全速全负荷，其中，所述第二子阶段时间为冷却液延迟时间，冷却液由冷水路转热水路，所述第二子阶段时间可定义为20s，本实施例对此不加以限制，即冷却液延迟20s内达到工况温度要求，所述第一工况温度即最高温度，可定义为100±2℃，本实施例对此不加以限制。
步骤S103：在所述第三子阶段时间内，控制所述发动机在所述第一工况温度下保持所述全速全负荷工况运转。
需要说明的是，所述第三子阶段时间为发动机在所述第一工况温度下保持全速全负荷工况运转的时间，可定义为150s，本实施例对此不加以限制。
本实施例通过在所述第一子阶段时间内，提高所述发动机的转速和负荷，以运行至全速全负荷工况；在所述第二子阶段时间内，控制冷却液温度上升至第一工况温度；在所述第三子阶段时间内，控制所述发动机在所述第一工况温度下保持所述全速全负荷工况运转。控制发动机提升至额定转速及全负荷，提升到全速全负荷后保持此工况，在高热全负荷急速热冲击下对发动机进行了低周疲劳可靠性试验。
参考图3，图3为本发明一种低周疲劳可靠性试验方法第三实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，本实施例低周疲劳可靠性试验方法，所述第二预设工况时间包括：第四子阶段时间、第五子阶段时间和第六子阶段时间；
所述步骤S20具体包括：
步骤S201：在所述第四子阶段时间内，降低所述发动机的转速和负荷，以运行至怠速无负荷工况。
需要说明的是，所述第二预设工况时间即降温段180s，在所述第四子阶段时间内，发动机降低至怠速及无负荷，其中所述第四子阶段时间为负荷变换时间，可定义为10s，本实施例对此不加以限制。
步骤S202：在所述第五子阶段时间内，控制冷却液温度下降至第二工况温度。
需要说明的是，在降温段180s，发动机转速和负荷快速降低到怠速无负荷，其中，所述第五子阶段时间为冷却液延迟时间，冷却液由热水路转冷水路，所述第五子阶段时间可定义为20s，本实施例对此不加以限制，即冷却液延迟20s内达到工况温度要求，所述第二工况温度即最低温度，可定义为30±3℃，本实施例对此不加以限制。
步骤S203：在所述第六子阶段时间内，控制所述发动机在所述第二工况温度下保持所述怠速无负荷工况运转。
需要说明的是，所述第六子阶段时间为发动机在所述第二工况温度下保持怠速无负荷工况运转的时间，可定义为150s，本实施例对此不加以限制。
本实施例通过在所述第四子阶段时间内，降低所述发动机的转速和负荷，以运行至怠速无负荷工况；在所述第五子阶段时间内，控制冷却液温度下降至第二工况温度；在所述第六子阶段时间内，控制所述发动机在所述第二工况温度下保持所述怠速无负荷工况运转。控制发动机在空档情况下运转降低至怠速及无负荷，降低到怠速无负荷后保持此工况，在低温冷冲击下对发动机进行了低周疲劳可靠性试验。
参考图4，图4为本发明一种低周疲劳可靠性试验方法第四实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，所述低周疲劳可靠性试验方法还包括初试性能试验环节；所述初试性能试验环节在所述冷热冲击试验环节之前；
其中，所述初试性能试验环节包括以下步骤：
步骤S001：控制所述发动机按照磨合规范进行磨合试验，所述磨合试验结束后，提示更换发动机机油。
需要说明的是，按照发动机制造厂的规范磨合，发动机第一次启动前，检查并清除整个进气***内的尘埃及异物，在磨合初期及末期，取发动机机油油样和未使用的机油油样进行对比分析，并提示更换发动机机油以进行后续试验。
步骤S002：控制所述发动机以预设转速及预设负荷运转，以提升所述发动机的出水温度和机油温度。
需要说明的是，控制所述发动机以预设转速及预设负荷运转进行暖机，其中所述预设转速可定义为30％额定转速、所述预设负荷可定义为50％负荷，本实施例对此不加以限制，发动机进行暖机以提升所述发动机的出水温度和机油温度。
步骤S003：在所述发动机的出水温度达到第一预设温度及机油温度达到第二预设温度时，控制所述发动机进行初试性能试验，所述初试性能试验包括外特性试验及万有特性试验。
需要说明的是，在所述发动机的出水温度达到第一预设温度及机油温度达到第二预设温度时，其中第一预设温度为出水温度，可定义为85±5℃，所述第二预设温度为机油温度，可定义为75±5℃，本实施例对此不加以限制，此时控制所述发动机进行初试性能试验，所述初试性能试验包括外特性试验及万有特性试验。
其中，对所述外特性试验举例说明：保持发动机在一定节气门开度情况下，稳定转速，测取在这一工况下的功率、比耗油等；然后调整被测机载荷(扭矩变化)，使发动机转速改变，再测得另一转速下的功率、比耗油，按照一定转速间隔依次进行上述步骤。就能测出在不同转速下的数值，将这些数值点连点地组成连续曲线就产生了功率曲线、扭矩曲线和比燃料消耗量曲线，它们与相应的转速区域对应。本实施例对此不加以限制。
对所述万有特性试验举例说明：暖机后，将发动机调整至额定工况，即额定转速、额定功率，假定为2000r/min、100kW，那么对应扭矩(也称负荷)应为477.5Nm，此时试验台架控制模式应为转速油门模式，且油门全开，控制好水温、进气温度、进气湿度、进气负压、排气背压等边界条件后，记录各种所需参数；然后根据该工况的扭矩，计算出最大扭矩的10％、20％…90％的扭矩值，台架控制模式调整为转速扭矩模式，保持额定转速不变，减小扭矩至429.75Nm，然后待发动机各参数基本稳定后记录所需参数，按此步骤记录该转速10个扭矩点，即可得到额定转速的负荷特性；然后试验台架再切换为转速油门模式，油门全开，然后减小100r/min至1900r/min，重复上述相应步骤，从高到底记录十个扭矩点的所需参数，完成该转速下的负荷特性测试；再接着降转速进行负荷特性测试，直到所需的最低转速，如800r/min；最后根据这13*10＝130个工况的数据绘制万有特性曲线即可。至于扭矩的间隔、转速的间隔可以根据需要增加或减少，通常在进行万有特性测试时会选择每隔200r/min，每隔转速8～10个扭矩点，本实施例对此不加以限制。
进一步地，所述低周疲劳可靠性试验方法还包括复试性能试验环节，所述复试性能试验环节在所述冷热冲击试验环节之后；
其中，所述复试性能试验环节包括以下步骤：
步骤S30：控制所述发动机进行复试性能试验，所述复试性能试验包括所述外特性试验及所述万有特性试验。
需要说明的是，所述复试性能试验包括所述外特性试验及所述万有特性试验。
其中，对所述外特性试验举例说明：保持发动机在一定节气门开度情况下，稳定转速，测取在这一工况下的功率、比耗油等；然后调整被测机载荷(扭矩变化)，使发动机转速改变，再测得另一转速下的功率、比耗油，按照一定转速间隔依次进行上述步骤。就能测出在不同转速下的数值，将这些数值点连点地组成连续曲线就产生了功率曲线、扭矩曲线和比燃料消耗量曲线，它们与相应的转速区域对应。本实施例对此不加以限制。
对所述万有特性试验举例说明：暖机后，将发动机调整至额定工况，即额定转速、额定功率，假定为2000r/min、100kW，那么对应扭矩(也称负荷)应为477.5Nm，此时试验台架控制模式应为转速油门模式，且油门全开，控制好水温、进气温度、进气湿度、进气负压、排气背压等边界条件后，记录各种所需参数；然后根据该工况的扭矩，计算出最大扭矩的10％、20％…90％的扭矩值，台架控制模式调整为转速扭矩模式，保持额定转速不变，减小扭矩至429.75Nm，然后待发动机各参数基本稳定后记录所需参数，按此步骤记录该转速10个扭矩点，即可得到额定转速的负荷特性；然后试验台架再切换为转速油门模式，油门全开，然后减小100r/min至1900r/min，重复上述相应步骤，从高到底记录十个扭矩点的所需参数，完成该转速下的负荷特性测试；再接着降转速进行负荷特性测试，直到所需的最低转速，如800r/min；最后根据这13*10＝130个工况的数据绘制万有特性曲线即可。至于扭矩的间隔、转速的间隔可以根据需要增加或减少，通常在进行万有特性测试时会选择每隔200r/min，每隔转速8～10个扭矩点，本实施例对此不加以限制。
易于理解的是，每个预设性能试验时间内，所述发动机进行一次所述初试性能试验。也就是说，试验过程中，可以定义为每100h进行一次性能试验包括外特性试验、万有特性试验，本实施例对此不加以限制。试验结束后，测量发动机的性能与试验前的发动机性能进行对比评价；将发动机拆解为零部件，根据所述零部件性能参数得出所述发动机低周疲劳可靠性试验结果。
本实施例通过在所述冷热冲击试验环节之前进行所述初试性能试验环节：控制所述发动机按照磨合规范进行磨合试验，所述磨合试验结束后，提示更换发动机机油；控制所述发动机以预设转速及预设负荷运转，以提升所述发动机的出水温度和机油温度；在所述发动机的出水温度达到第一预设温度及机油温度达到第二预设温度时，控制所述发动机进行初试性能试验，所述初试性能试验包括外特性试验及万有特性试验。所述冷热冲击试验环节之后进行所述复试性能试验环节：控制所述发动机进行复试性能试验，所述复试性能试验包括所述外特性试验及所述万有特性试验。通过上述方式，对发动机进行低周疲劳可靠性试验，试验结束后，测量发动机的性能与试验前的发动机性能进行对比评价；将发动机拆解为零部件，根据所述零部件性能参数得出所述发动机低周疲劳可靠性试验结果。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的低周疲劳可靠性试验方法，此处不再赘述。
参照图5，图5为本发明一种低周疲劳可靠性试验装置第一实施例的结构框图。
如图5所示，本发明实施例提出的低周疲劳可靠性试验装置包括台架水恒温***，所述台架水恒温***用于进行冷热冲击试验，其中，所述台架水恒温***包括热冲击控制***10和冷冲击控制***20。
所述热冲击控制***10，用于在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转；所述第一预设工况时间包括：第一子阶段时间、第二子阶段时间和第三子阶段时间；所述热冲击控制***，还用于在所述第一子阶段时间内，提高所述发动机的转速和负荷，以运行至全速全负荷工况；在所述第二子阶段时间内，控制冷却液温度上升至第一工况温度；在所述第三子阶段时间内，控制所述发动机在所述第一工况温度下保持所述全速全负荷工况运转。
所述冷冲击控制***20，用于在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转。所述第二预设工况时间包括：第四子阶段时间、第五子阶段时间和第六子阶段时间；所述冷冲击控制***，还用于在所述第四子阶段时间内，降低所述发动机的转速和负荷，以运行至怠速无负荷工况；在所述第五子阶段时间内，控制冷却液温度下降至第二工况温度；在所述第六子阶段时间内，控制所述发动机在所述第二工况温度下保持所述怠速无负荷工况运转。
需要说明的是，低周疲劳可靠性试验装置包括台架水恒温***，所述台架水恒温***用于进行冷热冲击试验，其中，所述台架水恒温***包括热冲击控制***10和冷冲击控制***20，热冲击控制***10和冷冲击控制***20属于台架试验控制***。发动机在温度循环和负荷循环共同作用下，此时的应力水平较高，破坏循环的次数在3000-4000次左右，属于低周疲劳，根据发动机低周疲劳破坏的原理及CAE分析时使用的低周疲劳工况，经过综合考量和设计，制定本方案低周疲劳可靠性试验方法，所述发动机可为汽油发动机或柴油发动机，低周疲劳可靠性试验循环可以定义为360s，本实施例对此不加以限制，低周疲劳可靠性试验需要控制三个参数，发动机转速、负荷以及出水口温度。其中可以定义升温段180s，降温段180s，本实施例对此不加以限制。在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转，其中所述第一预设工况时间即升温段180s，发动机提升至额定转速及全负荷，提升到全速全负荷后保持此工况到整个过程持续180s，在高热全负荷急速热冲击下对发动机进行低周疲劳可靠性试验。在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转，其中所述第二预设工况时间即降温段180s，发动机在空档情况下运转降低至怠速及无负荷，降低到怠速无负荷后保持此工况到整个过程持续180s，在低温冷冲击下对发动机进行低周疲劳可靠性试验。
易于理解的是，低周疲劳可靠性试验循环可以定义为360s，其中升温段180s，降温段180s，在升温段，发动机转速和负荷快速提升到全速全负荷，提升到全速全负荷后保持此工况到整个过程持续180s，在升温段180s，发动机转速和负荷快速提升到全速全负荷，其中，所述第二子阶段时间为冷却液延迟时间，冷却液由冷水路转热水路，所述第二子阶段时间可定义为20s，本实施例对此不加以限制，即冷却液延迟20s内达到工况温度要求，所述第一工况温度即最高温度，可定义为100±2℃，本实施例对此不加以限制。然后快速降低转速和负荷，分别到怠速和无负荷工况，保持此工况到整个过程持续180s，在降温段180s，发动机转速和负荷快速降低到怠速无负荷，其中，所述第五子阶段时间为冷却液延迟时间，冷却液由热水路转冷水路，所述第五子阶段时间可定义为20s，本实施例对此不加以限制，即冷却液延迟20s内达到工况温度要求，所述第二工况温度即最低温度，可定义为30±3℃，本实施例对此不加以限制。此360s过程为一个低周疲劳可靠性试验循环，试验可进行4000个循环，本实施例对此不加以限制。
本实施例通过低周疲劳可靠性试验装置，所述装置包括台架水恒温***，所述台架水恒温***用于进行冷热冲击试验，其中，所述台架水恒温***包括热冲击控制***和冷冲击控制***，在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转；在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转，对发动机进行低周疲劳可靠性试验，检验发动机在冷热交替冲击下，各种零件的可靠性及耐久性。
进一步地，参照图6，图6为本发明一种低周疲劳可靠性试验装置第一实施例的电路结构示意图。
图6为低周疲劳可靠性试验装置中冷热冲击试验时，进行冷热循环过程的电路结构示意图，所述低周疲劳可靠性试验装置还包括三通电磁阀3wayvalve；所述热冲击控制***包括热水水箱Hot tank及第一循环水泵Pump 1；所述热冲击控制***，还用于控制所述发动机Engine运转到全速时，打开所述三通电磁阀3way valve的热水端，通过所述第一循环水泵Pump 1向所述发动机Engine内充入热水，使所述发动机Engine出水温度上升至所述第一工况温度。
需要说明的是，发动机Engine运转到额定转速，三通电磁阀3way valve的热水端全开，通过第一循环水泵Pump 1向发动机Engine内充入热水，使发动机Engine出水温度迅速上升到100±2℃，本实施例对此不加以限制。同时热水水箱Hot tank通过冷却水路***中的比例阀(未示出)调节进入交换器中冷却水的流量，保证热水水箱Hot tank温度的稳定。
进一步地，所述冷冲击控制***包括冷水水箱Cold tank及第二循环水泵Pump 2；所述冷冲击控制***，还用于控制所述发动机Engine运转到怠速时，打开所述三通电磁阀3way valve的冷水端，通过所述第二循环水泵Pump 2向发动机Engine内充入冷水，使发动机Engine出水温度下降至所述第二工况温度。
需要说明的是，发动机Engine降到怠速，三通电磁阀3way valve的冷水端全开，通过第二循环水泵Pump 2向发动机Engine内充入冷水，使发动机Engine出水温度迅速降到30℃±3℃，本实施例对此不加以限制。同时冷水水箱Cold tank通过冷却水路***中的比例阀(未示出)调节进入交换器中冷却水的流量，保证冷水水箱Cold tank温度的稳定。
需要说明的是，如图6所示，漏气取样Leakage gas sampling用于在所述低周疲劳可靠性试验装置进行试验时进行漏气检测，膨胀水箱Expansion tank用于在台架水恒温***中容纳***中水的膨胀量，同时还起到定压作用和为所述台架水恒温***补水的作用。
本实施例所述低周疲劳可靠性试验装置通过设置三通电磁阀3way valve调节进入发动机Engine的水温；所述热冲击控制***包括热水水箱Hot tank及第一循环水泵Pump1；所述热冲击控制***，控制所述发动机Engine运转到全速时，打开所述三通电磁阀的热水端，通过所述第一循环水泵向所述发动机Engine内充入热水，使所述发动机Engine出水温度上升至所述第一工况温度。所述冷冲击控制***包括冷水水箱Cold tank及第二循环水泵Pump 2；所述冷冲击控制***，还用于控制所述发动机Engine运转到怠速时，打开所述三通电磁阀的冷水端，通过所述第二循环水泵Pump 2向发动机Engine内充入冷水，使发动机Engine出水温度下降至所述第二工况温度。通过所述低周疲劳可靠性试验装置对发动机进行低周疲劳可靠性试验，检验发动机在冷热交替冲击下，各种零件的可靠性及耐久性。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的低周疲劳可靠性试验装置，此处不再赘述。
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者***中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，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，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，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。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种低周疲劳可靠性试验方法，其特征在于，所述低周疲劳可靠性试验方法包括冷热冲击试验环节；
其中，所述冷热冲击试验环节包括以下步骤：
在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转；
在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设工况时间包括：第一子阶段时间、第二子阶段时间和第三子阶段时间；
所述在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转的步骤，具体包括：
在所述第一子阶段时间内，提高所述发动机的转速和负荷，以运行至全速全负荷工况；
在所述第二子阶段时间内，控制冷却液温度上升至第一工况温度；
在所述第三子阶段时间内，控制所述发动机在所述第一工况温度下保持所述全速全负荷工况运转。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二预设工况时间包括：第四子阶段时间、第五子阶段时间和第六子阶段时间；
所述在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转的步骤，具体包括：
在所述第四子阶段时间内，降低所述发动机的转速和负荷，以运行至怠速无负荷工况；
在所述第五子阶段时间内，控制冷却液温度下降至第二工况温度；
在所述第六子阶段时间内，控制所述发动机在所述第二工况温度下保持所述怠速无负荷工况运转。
4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述低周疲劳可靠性试验方法还包括初试性能试验环节；所述初试性能试验环节在所述冷热冲击试验环节之前；
其中，所述初试性能试验环节包括以下步骤：
控制所述发动机按照磨合规范进行磨合试验，所述磨合试验结束后，提示更换发动机机油；
控制所述发动机以预设转速及预设负荷运转，以提升所述发动机的出水温度和机油温度；
在所述发动机的出水温度达到第一预设温度及机油温度达到第二预设温度时，控制所述发动机进行初试性能试验，所述初试性能试验包括外特性试验及万有特性试验。
5.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述低周疲劳可靠性试验方法还包括复试性能试验环节，所述复试性能试验环节在所述冷热冲击试验环节之后；
其中，所述复试性能试验环节包括以下步骤：
控制所述发动机进行复试性能试验，所述复试性能试验包括所述外特性试验及所述万有特性试验。
6.一种低周疲劳可靠性试验装置，其特征在于，所述低周疲劳可靠性试验装置包括台架水恒温***，所述台架水恒温***用于进行冷热冲击试验，其中，所述台架水恒温***包括热冲击控制***和冷冲击控制***：
所述热冲击控制***，用于在第一预设工况时间内，控制发动机全速全负荷运转；
所述冷冲击控制***，用于在第二预设工况时间内，控制所述发动机怠速无负荷运转。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一预设工况时间包括：第一子阶段时间、第二子阶段时间和第三子阶段时间；
所述热冲击控制***，还用于在所述第一子阶段时间内，提高所述发动机的转速和负荷，以运行至全速全负荷工况；在所述第二子阶段时间内，控制冷却液温度上升至第一工况温度；在所述第三子阶段时间内，控制所述发动机在所述第一工况温度下保持所述全速全负荷工况运转。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二预设工况时间包括：第四子阶段时间、第五子阶段时间和第六子阶段时间；
所述冷冲击控制***，还用于在所述第四子阶段时间内，降低所述发动机的转速和负荷，以运行至怠速无负荷工况；在所述第五子阶段时间内，控制冷却液温度下降至第二工况温度；在所述第六子阶段时间内，控制所述发动机在所述第二工况温度下保持所述怠速无负荷工况运转。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述低周疲劳可靠性试验装置还包括三通电磁阀；所述热冲击控制***包括热水水箱及第一循环水泵；
所述热冲击控制***，还用于控制所述发动机运转到全速时，打开所述三通电磁阀的热水端，通过所述第一循环水泵向所述发动机内充入热水，使所述发动机出水温度上升至所述第一工况温度。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述冷冲击控制***包括冷水水箱及第二循环水泵；
所述冷冲击控制***，还用于控制所述发动机运转到怠速时，打开所述三通电磁阀的冷水端，通过所述第二循环水泵向发动机内充入冷水，使发动机出水温度下降至所述第二工况温度。
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