车辆发动机载荷谱研究及应用

发动机载荷谱的研究工作起步于航空领域。早期航空发动机的试车程序主要考虑发动机在大功率状态的工作时间，而没有考虑载荷变化对构件疲劳寿命和可靠性的影响，存在很大的不足，它严重脱离了发动机外场的实际使用状况，尤其是没有真实反映发动机外场实际使用过程中载荷变化的情况。因此，发动机在外场使用一段时间后，暴露了大量在工厂考核试车过程中未出现的故障，造成了许多严重的安全事故。

为此，美国对发动机在外场使用中出现的大量事故教训进行总结，开展了与实际飞行任务相联系的发动机使用载荷参数研究。1969—1973年，从美国空军飞机结构完整性大纲（ASIP）的提出到美军标MIL－E－5007D发表，发动机载荷谱研究正式起步；1974—1978年，美国进行了大量的航空发动机载荷谱研究工作，将预计的使用载荷谱落实到发动机寿命试车中，提出了一个新的持久试车方案，即1∶1完全模拟实际飞行使用条件，制定了F404发动机模拟任务持久试车方案SMET（Simulated Mission Endurance Test），根据载荷谱制定试车大纲。

随后，俄罗斯在航空发动机研制发展中，也改变了20世纪五六十年代的长寿命试车方法，开始按照预计的发动机载荷谱进行寿命试车。我国航空发动机载荷谱研究起步于20世纪70年代后期，曾先后对涡喷、涡桨、涡轴等类型发动机进行载荷谱研究工作。1987年，北京机械结构强度研究中心建立了计算机实时控制的载荷谱数据处理与编制专家系统，成功应用于歼教－7飞机、轰－6飞机、运－8飞机、WP6和WP7航空发动机载荷谱的数据采集、处理与编制，为我国机群的寿命监控填补了空白。

随着载荷谱相关研究工作在航空领域的迅速发展，国外几个大的汽车公司在汽车、工程机械等领域开始对车辆载荷谱展开研究，如德国的IST公司、英国的SMT公司、美国的MTS公司、比利时的LMS公司等。据悉，这些公司对中小型汽车（2～5 t）、中重型卡车和工程机械车辆（5～12 t）都曾做过载荷谱测试技术和测试方法研究。(www.xing528.com)

近些年，国内有关专家学者也开展了一些车辆动力传动载荷谱相关领域的研究，并取得了一定的研究成果。例如，编制了载荷谱处理分析软件，获得了有价值的载荷谱数据；在发动机排放试验、疲劳寿命研究、台架动态模拟等领域研究了发动机载荷数据的分析和处理方法；建立了车辆综合传动系统的载荷谱测试规范，包括实车测试方法和数据处理方法等。

可以看出，国内专家学者已经意识到载荷谱的重要性，并且针对车辆领域的载荷谱研究也已取得一定的成果，但是还没有系统性针对装甲车辆发动机载荷谱的研究，因此装甲车辆发动机的设计、定型考核试验一直是以参考类比和工程经验为主。例如，在发动机台架考核试验中，仍然沿用20世纪50年代苏联的相关标准。因此，要提高我国装甲车辆发动机的设计水平，拥有自己的知识产权和核心技术，就必须将发动机载荷谱作为装甲车辆发动机设计、定型考核试验、定寿和延寿的根本依据。