聲發(fā)射監(jiān)測(cè)船用中速柴油機(jī)氣閥漏氣的應(yīng)用研究.pdf

1、船用柴油機(jī)作為整個(gè)船舶動(dòng)力系統(tǒng)最為重要的組成部分，其運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到船舶的安全和穩(wěn)定。安全可靠的進(jìn)排氣系統(tǒng)是柴油機(jī)正常工作的重要保證，而氣閥是進(jìn)排氣系統(tǒng)最為關(guān)鍵的部件之一。柴油機(jī)缸內(nèi)高溫高壓氣體的沖擊、金屬氧化物的腐蝕以及與閥座頻繁的撞擊，使柴油機(jī)氣閥成為最容易發(fā)生故障的部件之一。如果氣閥有漏氣故障，則會(huì)造成柴油機(jī)氣缸壓力降低，輸出功率下降，燃油消耗率增加，甚至?xí)l(fā)生氣閥吹穿致使增壓器葉片破損的事故，嚴(yán)重影響柴油機(jī)安全運(yùn)行。

2、r>　　本文對(duì)聲發(fā)射監(jiān)測(cè)技術(shù)在船用中速柴油機(jī)氣閥漏氣監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，采用理論分析與實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合研究手段，通過(guò)分析氣閥漏氣聲發(fā)射的產(chǎn)生機(jī)理和信號(hào)特征來(lái)監(jiān)測(cè)柴油機(jī)氣閥密封狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣閥漏氣故障，以避免柴油機(jī)惡性事故的發(fā)生，研究具有理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值，主要內(nèi)容如下：
　?。?）以船用中速柴油機(jī)6DK20為研究對(duì)象，利用FLUENT計(jì)算氣閥密封正常及漏氣狀態(tài)下氣體對(duì)缸蓋的瞬態(tài)激勵(lì)。利用ANSYS進(jìn)行流固耦合計(jì)算，計(jì)算不同

3、氣閥密封狀態(tài)下的缸蓋表面聲發(fā)射信號(hào)，結(jié)果表明氣閥漏氣會(huì)引起信號(hào)峰峰值和均方根值增加，且漏氣越嚴(yán)重增加幅度越大。
　?。?）在6DK20型柴油機(jī)上進(jìn)行排氣閥漏氣故障模擬試驗(yàn)，實(shí)測(cè)了柴油機(jī)在失火狀態(tài)、排氣閥密封正常狀態(tài)以及不同漏氣程度下的缸蓋聲發(fā)射信號(hào)，分別在時(shí)域及頻域提取了氣閥漏氣故障特征參數(shù)，分析表明：燃燒上止點(diǎn)后25CA至80CA(Crank Angle)區(qū)段內(nèi)聲發(fā)射信號(hào)對(duì)氣閥漏氣較敏感，氣閥漏氣引起該區(qū)段信號(hào)幅值和能量增加；氣

4、閥漏氣時(shí)信號(hào)低頻段（0Hz-10kHz）能量相對(duì)減少，高頻段（20kHz-50kHz）能量相對(duì)增加。
　?。?）利用EMD(Empirical Mode Decomposition)技術(shù)分析了柴油機(jī)缸蓋聲發(fā)射信號(hào)，提取了有效的特征參數(shù)。分析表明，最先得到的本征模分量IMF1為噪音分量，代表信號(hào)高頻成分的IMF2和IMF3能有效表征氣閥漏氣故障，氣閥漏氣會(huì)引起其能量占所有本征模分量總能量的比重增加。
　?。?）基于LABVIE