基于瞬時轉(zhuǎn)速的汽車發(fā)動機(jī)動力性能與工作均勻性的故障診斷研究.pdf

1、汽車發(fā)動機(jī)按照其所用燃料可分為柴油機(jī)和汽油機(jī)。柴油機(jī)作為最常用的動力機(jī)械設(shè)備,被廣泛應(yīng)用于石油礦場、固定發(fā)電、鐵路牽引、工程機(jī)械和各種船舶的領(lǐng)域。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,工作條件差,因而故障率極高。柴油機(jī)作為動力機(jī)械,其運(yùn)行狀態(tài)的好壞,直接影響到整套設(shè)備的工作的可靠性。因此對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測和診斷,確保整套設(shè)備時刻能夠運(yùn)行在最佳狀態(tài),這從設(shè)備的維護(hù)和工作效率方面來說是十分必要的。
　　 柴油機(jī)的故障檢測方法很多,主要包括:磨粒檢測、聲

2、震檢測、熱工參數(shù)檢測。本課題采用熱工參數(shù)檢測方法對柴油機(jī)進(jìn)行故障診斷。通過對瞬時轉(zhuǎn)速參數(shù)的檢測、分析和處理,采用瞬時轉(zhuǎn)速波動法的故障診斷方法來實現(xiàn)對柴油機(jī)外特性和工作均勻性的研究。兼顧Visual C++和MATLAB各自的優(yōu)勢,上位機(jī)柴油機(jī)故障診斷系統(tǒng)是在Visual C++和MATLAB環(huán)境中編程實現(xiàn)。最后通過Visual C++和MATLAB的接口程序?qū)崿F(xiàn)兩者的連接。
　　 該論文主要做了以下工作:
　　 1.外特

3、性數(shù)據(jù)處理與故障診斷外特性代表了柴油機(jī)所具有的最高動力性能,它表示了柴油機(jī)有效扭矩T、有效功率P與相應(yīng)轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系。瞬時轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的計算及處理是在Visual C++環(huán)境中編程實現(xiàn)。由于Matlab具有強(qiáng)大的圖形顯示功能,所以在Matlab中進(jìn)行轉(zhuǎn)速—功率曲線和轉(zhuǎn)速—扭矩曲線的繪制。并將這兩條曲線分別與標(biāo)準(zhǔn)的功率曲線和扭矩曲線進(jìn)行比對,根據(jù)其趨勢和曲線的貼近程度來判斷柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)是否良好。
　　 2.工作均勻性的數(shù)據(jù)濾波與

4、故障診斷在工作均勻性的研究中,將上傳到上位機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,計算出其瞬時轉(zhuǎn)速。此時實測的瞬時轉(zhuǎn)速結(jié)果存在很多干擾信號,所以要對其進(jìn)行濾波。首先剔除中強(qiáng)干擾信號,然后再對瞬時轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波分析。在Matlab中分別對數(shù)據(jù)進(jìn)行時域和頻域濾波,時域采用窗函數(shù)法的FIR濾波器,選擇漢寧窗。頻域采用全相位濾波器進(jìn)行濾波。然后繪制濾波后的波形并對濾波后的波形進(jìn)行顯示。并對濾波后的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取,即提取各缸轉(zhuǎn)速的最大值和最小值。最后分別通

5、過時域分析和頻域分析實現(xiàn)對工作均勻性的故障診斷。
　　 3.故障診斷系統(tǒng)的串口通信編程采用串口通訊的方式將下位機(jī)的數(shù)據(jù)上傳并保存到上位機(jī)指定的文件夾中,在上位機(jī)中還應(yīng)實現(xiàn)對文件的讀取。串口通訊部分采用MSComm方式實現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸,將下位機(jī)采集到的數(shù)據(jù)通過串口傳輸?shù)缴衔粰C(jī),并以10個工作循環(huán)的數(shù)據(jù)為一組保存為txt文件,此txt文件保存在指定的文件夾中。然后通過Visual C++編程實現(xiàn)對上傳數(shù)據(jù)的讀取,計算并處