柴油機缸套-活塞環(huán)摩擦振動量化分析方法研究.pdf

1、缸套-活塞環(huán)的摩擦磨損是引起柴油機失效的主要原因之一。研究人員利用表面和油液分析技術從定性的角度對缸套-活塞環(huán)摩擦磨損過程中的摩擦、磨損和潤滑規(guī)律進行了大量研究，但難以實現摩擦副摩擦磨損狀態(tài)的定量、連續(xù)、實時和在線監(jiān)測評定。
　　 摩擦振動是缸套-活塞環(huán)在摩擦磨損過程中必然產生的現象，包含了豐富的反映摩擦副摩擦磨損狀態(tài)的信息，對其采集和分析可實現對摩擦副磨損狀態(tài)進行在線監(jiān)測，且不影響缸套-活塞環(huán)的正常工作，其要點是提取摩擦振動信

2、號的特征參數定量刻畫摩擦振動的特征。國內外許多學者和研究人員對此進行了研究，提出了一系列的方法，但都難以實現摩擦振動特征參數準確、有效的提取。因此，探索和研究摩擦振動的量化分析方法具有重要的工程應用價值和理論研究意義。
　　 首先，本文研究了MMW-1立式萬能摩擦磨損試驗機上缸套-活塞環(huán)摩擦振動測量技術和量化方法，開發(fā)設計了試驗機摩擦振動測試系統(tǒng)，并在試驗機上研究了6S50MC船用柴油機缸套-活塞環(huán)材料試樣在不同工況下磨合過程產

3、生的摩擦振動信號。提出基于連續(xù)小波變換(CWT)時頻譜圖像和圖像分割技術提取摩擦振動特征參數的二次圖像分析方法。運用CWT變換繪制6S50MC船用柴油機缸套-活塞環(huán)試樣摩擦振動信號的時頻譜圖，再使用圖像分割技術提取摩擦振動特征體，并提取特征參數V、Gmean、HV、Mtf、N和e，探討特征參數與不同工況條件下缸套-活塞環(huán)摩擦振動特性的內在聯系。試驗機的研究表明：不同工況下的特征參數呈現出明顯的差異，反應了摩擦磨損的狀態(tài)。振動特征體的體積

4、V、平均梯度Gmean、數量N和能譜熵HV刻畫了磨損行為的復雜和劇烈程度以及潤滑質量的優(yōu)劣性，特征體的質心位置Mtf、離散指數e體現了表面形貌質量的分布情況。摩擦振動特征參數定量刻畫了摩擦振動的特征，可以對摩擦副的摩擦磨損行為進行定量的表征。
　　 其次，在柴油機臺架倒拖工況下研究缸套-活塞環(huán)的摩擦振動，基于諧波小波和二次圖像分析方法提取和分析柴油機倒拖工況摩擦振動特征參數，研究表明：諧波小波分析法可以有效濾除強背景噪聲、提取微

5、弱信號，實現從柴油機倒拖工況振動信號中濾除往復慣性沖擊，分離出微弱摩擦振動信號的目標；在柴油機倒拖狀態(tài)下，振動特征參數V、HV和N的變化規(guī)律可以敏感地反映不同轉速、不同潤滑介質工況下柴油機無壓縮冷磨合過程，可以描述活塞環(huán)不同斷環(huán)故障下的工作狀態(tài)，可以表征柴油機在無潤滑工況下缸套-活塞環(huán)干摩擦的拉缸變化過程。振動特征參數V、HV、N和e能夠定量刻畫柴油機倒拖狀態(tài)摩擦振動信號的特征。
　　 綜上，本文對柴油機缸套-活塞環(huán)摩擦振動量化