气门油封磨损监测方法、装置、设备、存储介质、程序与流程

1.本发明涉及气门监测检测技术领域，特别是涉及气门油封磨损监测方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序。


背景技术：

2.气门油封是发动机气门组的重要零件之一，用于气门阀杆的密封和润滑，发动机气门油封主要为锯齿形氟橡胶密封套，通过调节密封间隙来实现气门阀杆润滑和密封的平衡。通过不断的数据积累，发现发动机气门油封磨损的主要表征指标之一为机油消耗的速率持续升高，见图1。其变化情况基本符合指数分布：在气门油封磨损处于合理水平时，机油耗缓慢升高；待磨损超出限值后，机油耗迅速升高。
3.目前由于气门油封磨损是发动机机油消耗的影响因素之一，气门油封磨损超限后会造成发动机机油耗高，在不增加传感器情况下，识别气门油封磨损的磨损状态较为困难。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种气门油封磨损监测方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序。
5.第一方面提供了一种气门油封磨损监测方法，包括：
6.获取发动机以预设的第一负载和第一转速运行时，所述发动机的汽门油封磨损所需的第一时间；
7.采集所述发动机运行过程中的第二负载和第二转速以及所述发动机以所述第二负载和第二转速运行的第二时间；
8.根据所述发动机的所述第二负载、所述第二转速和所述第二时间，计算所述发动机的相对运行时间；其中，所述相对运行时间定义为：所述发动机以所述第一负载和所述第一转速运行所述相对运行时间的状态相当于所述发动机以所述第二负载和所述第二转速运行第二时间的状态；
9.将所述相对运行时间与所述第一时间进行比对，基于比对结果输出相应的提醒信息。
10.在一些实施例中，所述获取发动机以预设的第一负载和第一转速运行时，所述发动机的汽门油封磨损所需的第一时间，包括：
11.采集所述发动机以额定负载和额定转速运行时，所述发动机的气门油封磨损所需的第一时间。
12.在一些实施例中，所述获取发动机以预设的第一负载和第一转速运行时，所述发动机的汽门油封磨损所需的第一时间，包括：
13.使所述发动机以所述第一负载和所述第一转速运行，实时采集所述发动机的机油消耗率，根据所述机油消耗率确定所述汽门油封磨损所需的第一时间。
14.在一些实施例中，所述根据所述发动机的所述第二负载、所述第二转速和所述第
二时间，计算所述发动机的相对运行时间，包括：
15.构建负载-转速坐标，其中，所述负载-转速坐标包括垂直交叉的负载轴和转速轴，所述负载轴上的刻度为发动机的多个负载值，所述转速坐标轴上的刻度为发动机的多个转速值，所述负载轴和所述坐标轴形成的坐标区域被划分为多个子区域；
16.确定所述发动机运行过程中所述第二负载和所述第二转速所处的子区域以及处在所述子区域的第二时间；
17.基于预设的时间换算公式，根据处在各子区域的所述第二负载的平均值、处在各子区域的所述第二转速的平均值以及处在各子区域的第二时间，得到所述发动机的相对运行时间；其中，所述时间换算公式为：
[0018][0019]
式中，n
区域i
表示处在i子区域的所述第二负载的平均值；n
第一
表示为预设的所述第一负载；r
区域i
表示处于i区域内所述第二转速的平均值；r
第一
表示预设的第一转速；hi表示发动机以第二转速r
区域i
和第二负载n
区域i
运行的第二时间。
[0020]
在一些实施例中，所述负载-转速坐标包括垂直交叉的负载轴和转速轴，所述负载轴上的刻度为发动机的多个负载值，所述转速坐标轴上的刻度为发动机的多个转速值，包括：所述负载-转速坐标的负载轴上设有0至所述发动机的额定负载之间的多个负载刻度，所述转速轴上设有0至所述发动机的额定转速之间的多个转速刻度；
[0021]
所述负载轴和所述坐标轴形成的坐标区域被划分为多个子区域，包括：
[0022]
所述负载轴上设有0至额定负载的部分负载轴被三条与所述负载轴垂直的第一分割线分为三等份，所述转速轴上设有0至额定转速的部分转速轴被三条与所述转速轴垂直的第二分割线分为三等份；所述负载轴、所述转速轴、所述第一分割线和所述第二分割线相互交叉将所述坐标区域划分为9个子区域。
[0023]
在一些实施例中，所述将所述相对运行时间与所述第一时间进行比对，基于比对结果输出相应的提醒信息，包括：
[0024]
确定所述第一时间与所述相对运行时间的差值，
[0025]
如果所述差值大于预设阈值，则输出安全提醒信息；
[0026]
如果所述差值小于或等于预设阈值，则输出报警提醒信息。
[0027]
第二方面提供了一种气门油封磨损监测装置，包括：
[0028]
参照获取单元，用于获取发动机以预设的第一负载和第一转速运行时，所述发动机的汽门油封磨损所需的第一时间；
[0029]
参数采集单元，用于采集所述发动机运行过程中的第二负载和第二转速以及所述发动机以所述第二负载和第二转速运行的第二时间；
[0030]
时间计算单元，用于根据所述发动机的所述第二负载、所述第二转速和所述第二时间，计算所述发动机的相对运行时间；其中，所述相对运行时间定义为：所述发动机以所述第一负载和所述第一转速运行所述相对运行时间的状态相当于所述发动机以所述第二负载和所述第二转速运行第二时间的状态；
[0031]
磨损报警单元，用于将所述相对运行时间与所述第一时间进行比对，基于比对结
果输出相应的提醒信息。
[0032]
第三方面提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述气门油封磨损监测方法的步骤。
[0033]
第四方面，提供了一种存储有计算机可读指令的存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述气门油封磨损监测方法的步骤。
[0034]
第五方面提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据上述的方法。
[0035]
上述气门油封磨损监测方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序，该方法首先获取发动机以预设的第一负载和第一转速运行时，所述发动机的汽门油封磨损所需的第一时间；其次采集所述发动机运行过程中的第二负载和第二转速以及所述发动机以所述第二负载和第二转速运行的第二时间；根据所述发动机的所述第二负载、所述第二转速和所述第二时间，计算所述发动机的相对运行时间；最后将所述相对运行时间与所述第一时间进行比对，基于比对结果输出相应的提醒信息。该方法首先预设参照系，该参照系包括：固定负载、某一固定转速和发动机维持该固定转速和该固定负载运行时到达气门油封磨损所需的第一时间，发动机实际运行所达到的状态等同于发动机以该固定负载和该固定转速运行相对运行时间达到的状态，通过比较相对运行时间和第一时间确定发动机的气门油封是否达到磨损极限。因此，该方法在不引入额外传感器的前提下，能在发动机的气门油封达到磨损极限之前，提前对用户进行预警和提示，进而保证了发动机的正常运行。
附图说明
[0036]
图1为一个发动机随气门油封磨损机油消耗情况变化曲线；
[0037]
图2为一个实施例中气门油封磨损监测方法的流程图；
[0038]
图3为一个实施例中气门油封磨损监测方法的逻辑图；
[0039]
图4为一个实施例中负载-转速坐标的坐标区域的一种子区域划分图；
[0040]
图5为一个实施例中负载-转速坐标的坐标区域的另一种子区域划分图；
[0041]
图6为一个实施例中气门油封磨损监测装置的结构框图。
具体实施方式
[0042]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0043]
可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一xx称为第二xx，且类似地，可将第二时间称为第一时间。
[0044]
如图2至5所示，在一个实施例中，提出了一种气门油封磨损监测方法，该气门油封磨损监测方法可以应用于发动机的ecu中，如图2所示具体可以包括以下步骤：
[0045]
步骤201、获取发动机以预设的第一负载和第一转速运行时，发动机的汽门油封磨损所需的第一时间；
[0046]
由于发动机气门油封磨损的主要表征指标之一为机油消耗的速率持续升高，因此，在这里汽门油封磨损是指气门油封达到磨损极限，即发动机的机油消耗持续升高。
[0047]
在一些应用场景中，上述步骤201可以包括：使发动机以第一负载和第一转速运行，实时采集发动机的机油消耗率，根据机油消耗率确定汽门油封磨损所需的第一时间。
[0048]
在这里“根据机油消耗率确定汽门油封磨损所需的第一时间”中的第一时间是指，从发动机以第一负载和第一转速运行开始至发动机的机油消耗速率持续升高开始的时间节点之间的时间。
[0049]
进一步地，在上述步骤201中，获取发动机以预设的第一负载和第一转速运行时，发动机的汽门油封磨损所需的第一时间，可以包括：
[0050]
采集发动机以额定负载和额定转速运行时，发动机的气门油封磨损所需的第一时间。
[0051]
可以理解的是，发动机以额定负载和额定转速运行方便操作和控制，这里的额定负载可以是发动机的额定扭矩，额定转速是指发动机的额定线速度。具体方式采集方式可以是，通过气门油封零部件试验台可测得发动机在额定转速和额定负荷下运行时，气门油封磨损所需的第一时间。这里的运行可以是发动机持续的运行，也可以是发动间歇运行，第一时间统计的是发动机处于运行状态的时间。
[0052]
步骤202、采集发动机运行过程中的第二负载和第二转速以及发动机以第二负载和第二转速运行的第二时间；
[0053]
在该步骤中，可以预设的时间间隔采集发动机当前运行的负载值和转速，进行记录，具体时间尺度可以根据具体需要自行设置，例如，时间间隔可以为30min、1h或2h等。
[0054]
步骤203、根据发动机的第二负载、第二转速和第二时间，计算发动机的相对运行时间；其中，相对运行时间定义为：发动机以第一负载和第一转速运行相对运行时间的状态相当于发动机以第二负载和第二转速运行第二时间的状态；
[0055]
原则上，气门油封的磨损与发动机的负载、转速和时间正相关，因此，该步骤中发动机以第二负载和第二转速运行第二时间后气门油封会有一定量的磨损(第一磨损)，相对运行时间实质上表征的是发动机以第一负载和第一转速运行多长的时间的气门油封的磨损量能够达到上述第一磨损。
[0056]
在一些应用场景中，上述步骤203中根据发动机的第二负载、第二转速和第二时间，计算发动机的相对运行时间，可以包括：
[0057]
步骤2031、构建负载-转速坐标，其中，负载-转速坐标包括垂直交叉的负载轴和转速轴，负载轴上的刻度为发动机的多个负载值，转速坐标轴上的刻度为发动机的多个转速值，负载轴和坐标轴形成的坐标区域被划分为多个子区域；
[0058]
可以理解是，构建的负载-转速坐标是一个虚拟坐标，只是为了方便展示本技术的相对运行时间的计算过程。
[0059]
负载-转速坐标包括横竖交叉的负载轴和转速坐标(也可以是负载轴为竖向，转速坐标为横向)，负载轴上有多个负载值，转速坐标上有多个转速值，坐标区域是指穿过负载轴上最大的负载值且与转速轴平行的第一区域线、穿过转速轴上最大的转速值且与转负载
轴平行的第二区域线以及负载轴和转速轴交叉覆盖的区域。坐标区域被划分为多个子区域是指将坐标区域划分为至少两个子区域。
[0060]
在一些具体应用场景中，如图4所示，上述步骤步骤2031中负载-转速坐标包括垂直交叉的负载轴和转速轴，负载轴上的刻度为发动机的多个负载值，转速坐标轴上的刻度为发动机的多个转速值，可以包括：负载-转速坐标的负载轴上设有0至发动机的额定负载之间的多个负载刻度，转速轴上设有0至发动机的额定转速之间的多个转速刻度；
[0061]
负载轴和坐标轴形成的坐标区域被划分为多个子区域，可以包括：
[0062]
负载轴上设有0至额定负载的部分负载轴被三条与负载轴垂直的第一分割线分为三等份，转速轴上设有0至额定转速的部分转速轴被三条与转速轴垂直的第二分割线分为三等份；负载轴、转速轴、第一分割线和第二分割线相互交叉将坐标区域划分为9个子区域。将用户实际使用发动机扭矩(x轴)和转速(y轴)和的分布图，分别按照低、中、高三个阶梯划分为9个阶梯区域，对应发动机运行的9个区域。
[0063]
在另一些具体应用场景中，如图5所示，负载轴和坐标轴形成的坐标区域被划分为多个子区域，还可以包括：
[0064]
负载轴上设有0至额定负载的部分负载轴被四条与负载轴垂直的第一分割线分为四等份，转速轴上设有0至额定转速的部分转速轴被三条与转速轴垂直的第二分割线分为三等份；负载轴、转速轴、第一分割线和第二分割线相互交叉将坐标区域划分为12个子区域。
[0065]
当然，坐标区域的划分可以根据具体需要采用相应的划分方式，坐标区域不必需平均划分。
[0066]
步骤2032、确定发动机运行过程中第二负载和第二转速所处的子区域以及处在子区域的第二时间；
[0067]
可以理解的是，第二负载和第二转速是发动机运行过程中实时运行状态，第二负载和第二转速所处的子区域是指第二负载和第二转速在负载-转速坐标中的坐标点所处的子区域。例如，如图4所示，第二负载为x1，第二转速为y1，那么第二负载x1和第二转速y1所处的子区域为子区域2；第二负载为x2，第二转速为y2，那么第二负载x2和第二转速y2所处的子区域为子区域2。如图5所示，第二负载为x3，第二转速为y3，那么第二负载x3和第二转速y3所处的子区域为子区域7。第二负载和第二转速所处的子区域以及处在子区域的第二时间指的是处在同一个子区域的第二负载和第二转速持续时间。例如，如图4所示，当发动机以第二负载x1和第二转速y2运行时且持续时间为t1，第二负载x1和第二转速y1处于子区域2；当发动机以第二负载x2和第二转速y2运行且持续时间为t2，第二负载x2和第二转速y2也处于子区域2，此时，子区域2的第二时间为t1和t2之和，即每个子区域的第二时间是落于该子区域的第二负载和第二转速在该子区域的时间。
[0068]
步骤2033、基于预设的时间换算公式，根据处在各子区域的第二负载的平均值、处在各子区域的第二转速的平均值以及处在各子区域的第二时间，得到发动机的相对运行时间；其中，时间换算公式为：
[0069]
[0070]
式中，n
区域i
表示处在i子区域的所述第二负载的平均值；n
第一
表示为预设的所述第一负载；r
区域i
表示处于i区域内所述第二转速的平均值；r
第一
表示预设的第一转速；hi表示发动机以第二转速r
区域i
和第二负载n
区域i
运行的第二时间。
[0071]
可以理解的是，发动机在实际运行过程中不可能维护转速不变和负载不变的运行，因此，在该步骤中，以预先划分的子区域为划分单位，处于每个子区域的第二负载的平均值与预设的第一负载的比值与处于该子区域的第二转速的平均值与预设的第二负载的比值，即可得到在该区域中的第二负载和第二转速对气门油封的磨损所占的第一负载和第一转速的磨损比例，故乘以发动机处于该子区域时的时间即可得到以处于该区域的第二负载和第二转速的相对运行时间，最后，所有子区域的相对运行时间相加就是最终的相对运行时间。
[0072]
步骤204、将相对运行时间与第一时间进行比对，基于比对结果输出相应的提醒信息。
[0073]
在一些应用场景中，如图3所示，上述步骤204可以包括：
[0074]
步骤2041、确定第一时间与相对运行时间的差值，
[0075]
其中，第一时间与相对运行时间的差值是第一时间减去相对运行时间，该差值表示气门油封距离可能的磨损极限还有多长时间。
[0076]
步骤2042、如果差值大于预设阈值，则输出安全提醒信息；
[0077]
其中，预设阈值可以根据实际情况设置，大于预设阈值说明气门油封的寿命还很长。
[0078]
步骤2043、如果差值小于或等于预设阈值，则输出报警提醒信息。
[0079]
其中，差值小于或等于预设阈值，说明气门油封距离可能的磨损极限的时间不长或者已经达到磨损极限。
[0080]
如图6所示，在一个实施例中，提供了一种气门油封磨损监测装置，具体可以包括：
[0081]
参照获取单元611，用于获取发动机以预设的第一负载和第一转速运行时，发动机的汽门油封磨损所需的第一时间；
[0082]
参数采集单元612，用于采集发动机运行过程中的第二负载和第二转速以及发动机以第二负载和第二转速运行的第二时间；
[0083]
时间计算单元613，用于根据发动机的第二负载、第二转速和第二时间，计算发动机的相对运行时间；其中，相对运行时间定义为：发动机以第一负载和第一转速运行相对运行时间的状态相当于发动机以第二负载和第二转速运行第二时间的状态；
[0084]
磨损报警单元614，用于将相对运行时间与第一时间进行比对，基于比对结果输出相应的提醒信息。
[0085]
在一个实施例中，提出了一种计算机设备，计算机设备可以包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：获取发动机以预设的第一负载和第一转速运行时，发动机的汽门油封磨损所需的第一时间；采集发动机运行过程中的第二负载和第二转速以及发动机以第二负载和第二转速运行的第二时间；根据发动机的第二负载、第二转速和第二时间，计算发动机的相对运行时间；其中，相对运行时间定义为：发动机以第一负载和第一转速运行相对运行时间的状态相当于发动机以第二负载和第二转速运行第二时间的状态；将相对运行时间与第一时间进行
比对，基于比对结果输出相应的提醒信息。
[0086]
在一个实施例中，提出了一种存储有计算机可读指令的存储介质，该计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行以下步骤：获取发动机以预设的第一负载和第一转速运行时，发动机的汽门油封磨损所需的第一时间；采集发动机运行过程中的第二负载和第二转速以及发动机以第二负载和第二转速运行的第二时间；根据发动机的第二负载、第二转速和第二时间，计算发动机的相对运行时间；其中，相对运行时间定义为：发动机以第一负载和第一转速运行相对运行时间的状态相当于发动机以第二负载和第二转速运行第二时间的状态；将相对运行时间与第一时间进行比对，基于比对结果输出相应的提醒信息。
[0087]
在一个实施例中，提出了计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时，执行以下步骤：获取发动机以预设的第一负载和第一转速运行时，发动机的汽门油封磨损所需的第一时间；采集发动机运行过程中的第二负载和第二转速以及发动机以第二负载和第二转速运行的第二时间；根据发动机的第二负载、第二转速和第二时间，计算发动机的相对运行时间；其中，相对运行时间定义为：发动机以第一负载和第一转速运行相对运行时间的状态相当于发动机以第二负载和第二转速运行第二时间的状态；将相对运行时间与第一时间进行比对，基于比对结果输出相应的提醒信息。
[0088]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，前述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)等非易失性存储介质，或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。
[0089]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0090]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。