基于曲軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)分析的內(nèi)燃機(jī)故障診斷研究.pdf

1、為了提高柴油機(jī)動(dòng)力裝置的安全性和可靠性，滿足現(xiàn)代預(yù)防維修制度和智能快速診斷故障的要求，對柴油機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測和在線故障診斷具有十分重要的意義。柴油機(jī)是一種典型的往復(fù)式動(dòng)力機(jī)械，結(jié)構(gòu)復(fù)雜決定了對其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的困難性。本文根據(jù)柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)知識，建立了瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)診斷故障模型，研究了曲軸瞬時(shí)轉(zhuǎn)速及其波動(dòng)信號與柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒故障之間的聯(lián)系特征，通過模擬和實(shí)驗(yàn)分析，可以對柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒故障或做功不均勻進(jìn)行精確判斷。

2、 本文根據(jù)曲柄連桿動(dòng)力學(xué)，利用數(shù)學(xué)關(guān)系推導(dǎo)出了曲軸瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)信號參數(shù)S，對型號為4108YC的柴油機(jī)進(jìn)行了不同轉(zhuǎn)速下的部分負(fù)荷的故障模擬，通過對轉(zhuǎn)速波動(dòng)信號時(shí)域和頻域內(nèi)分析，發(fā)現(xiàn)在單缸漏油故障發(fā)生時(shí)，瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)信號與正常時(shí)的情況會(huì)有較大的差別，特別在頻域范圍內(nèi)，瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)信號與氣體壓力扭矩的頻域內(nèi)諧波結(jié)構(gòu)有一定的對應(yīng)關(guān)系，這種對應(yīng)的關(guān)系并不是偶然的，而是一種本質(zhì)上的聯(lián)系，所以可以根據(jù)這種本質(zhì)上的關(guān)系利用瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)信號的主諧次振

3、幅來判斷柴油機(jī)的氣體壓力扭矩，從而診斷缸內(nèi)燃燒故障或做功不均勻狀況。進(jìn)一步對有故障時(shí)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)信號的低諧次振幅分析，發(fā)現(xiàn)其相位角與發(fā)生故障的氣缸有一定的聯(lián)系，從而利用低諧次振幅的相位角來診斷故障缸的位置。本文研究并針對4135柴油機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試和分析，對其瞬時(shí)轉(zhuǎn)速及其波動(dòng)信號的分析發(fā)現(xiàn)，實(shí)測的與模擬的信號圖形具有一致性，從而證實(shí)了該方法是故障診斷的有效方法之一。 由于瞬時(shí)轉(zhuǎn)速診斷故障缸的方法簡單實(shí)用，這就使得我們在不用測試柴