遗传算法在气门机构故障诊断中的应用

通过模拟柴油机气门机构的2种主要故障-气门漏气和气门间隙异常进行试验,采集柴油机缸盖表面的振动信号,计算 了柴油机缸盖振动信号的小波包能量、时域能量、最大幅值和奇异性指标。建立了振动信号的AR和ARMA模型,最后利用遗传算法进行自动再生最佳特征参数,得到了优化的气门机构故障诊断表达式,结果表明利用该表达式可以更简捷有效地进行故障诊断。     

基于小波包和BP神经网络的柴油机故障分析

随着人们对柴油机动力性、经济性要求的不断提高,现代柴油机结构日趋复杂,对其故障诊断要求也越来越高。本文通过WP7柴油机台架试验,模拟供油提前角、供油量、气门间隙以及喷油压力异常四种故障,采集振动信号,利用小波包技术对各种故障振动信号特征参数变化规律进行了分析,比较了各频率对故障信息敏感度的影响,进而利用MATLAB建立BP神经网络,对提取的信号特征进行训练与测试,并进行验证,实现了对柴油机的故障诊断。     

发动机缸盖系统振动特性研究

本文用试验的方法,从缸盖系统所受的激励和它的响应两个方面进行分析,较详细地阐明了发动机缸盖系统的振动特性及其各种影响因素之间的关系。指出缸盖系统最主要的激励力是气门落座冲击和气体压力。它们各自的频率特性是不同的。气门落座冲击是一个高频激励;气体压力是一个低频激励。最后,利用缸盖表面的振动信号检测排气门漏气故障,得到了较为满意的结果。     

基于小波包的二甲醚发动机复合燃烧爆震能量分析

为更好地检测判别二甲醚发动机复合燃烧爆震,试验研究复合燃烧中正常燃烧和爆震燃烧时缸内压力在各个频带的小波包能量分布,确定爆震燃烧时缸内压力的敏感频带,分析不同平均有效压力、不同发动机循环爆震燃烧时缸内压力在各个频带的小波包能量和能量熵分布。结果表明：正常燃烧时,缸内压力升高,加速度的波动幅值和各频带的小波包能量均很小;爆震燃烧时,缸内压力升高,速度波动幅值显著增大,波动时刻提前,各频带的小波包能量不同程度增大,爆震敏感频带频率为7.50～8.75 kHz的小波包能量显著增大;爆震燃烧时,不同平均有效压力、不同循环发动机缸内压力各频带的小波包能量、能量熵的分布规律相似,燃烧状态决定了小波包能量分布和能量熵分布,平均有效压力和循环对其分布无影响。     

柴油机缸盖振动加速度与缸内燃烧状况相关性分析

测得了195单缸柴油机不同工况时的缸内压力及缸盖振动加速度信号,对压力升高加速度信号的频谱分析结果表明,对该机型而言,缸盖振动加速度信号在2 kHz以下频段的成分与缸内燃烧过程密切相关.建立了195单缸柴油机的有限元分析模型,利用模型计算了柴油机缸盖表面振动位移及加速度信号,并分别与实测缸内燃烧压力及压力升高加速度信号进行对比分析.结果表明:根据与缸内燃烧过程的相关程度,可将柴油机缸盖振动信号划分为3个阶段,其中,峰值压力出现时刻前的信号与缸内燃烧过程密切相关;峰值压力出现时刻后,缸盖、机体系统相继进入受迫振动和自由振动阶段,受系统振动特性的影响,这两个阶段包含的与燃烧相关的信息减弱.     

基于柴油机技术参数变化对碳烟排放影响的试验研究

以6缸柴油机为研究对象,选用供油提前角、负荷、转速、气门间隙、喷油压力5个因素作为技术因子,设计5因素5水平试验方案.建立柴油机烟度随技术参数而变化的回归方程,定量描述各技术参数对柴油机烟度排放的影响.通过对模型的主效应分析,确定时柴油机烟度影响较大的因素;通过模型的交互效应分析,找出供油提前角和喷油压力对柴油机烟度排放的交互影响.     

基于HHT的柴油机气阀漏气振动诊断方法研究

介绍了采用Hilbert-Huang Transform(HHT)信号分析方法提取柴油机缸盖振动信号中气阀漏气特征的试验研究。通过气阀漏气的故障模拟试验,测量了柴油机气阀不同状态下的缸盖振动信号,分析确定了缸盖振动信号的分析段;运用HHT分析方法提取了气阀漏气时频域故障特征参数。研究发现:当气阀处于正常状态时其振动信号能量主要集中于上止点附近;当气阀处于漏气状态时能量向压缩冲程转移,分布更为均匀。表明:表征能量分布均匀程度的时频熵可以作为气阀漏气故障特征参数。     

基于缸盖振动速度识别柴油机燃烧始点的研究

建立了195柴油机机体、缸盖有限元模型,利用该模型分析了缸盖表面振动速度信号与缸内压力升高率之间的关系,认为缸内峰值压力出现之前,缸盖振动速度信号和压力升高率有相似的变化规律,可以利用缸盖振动速度信号估计柴油机的燃烧始点.利用195柴油机进行了台架试验,测量了不同工况下的缸内压力信号和缸盖振动速度信号,利用这两种信号分别对燃烧始点进行了分析,结果表明:基于缸盖振动速度信号识别燃烧始点是可行的,误差在±1°CA之间.     

柴油机气门故障特征提取方法研究

针对柴油机气门故障诊断问题,在柴油机上模拟了气门间隙异常、气门漏气故障,同步测取了正常和故障情况下的缸盖振动与瞬时转速信号,提出了基于阶比跟踪的振动信号等角度重采样方法,准确地实现了振动信号时间域到角度域的转换,避免了频谱泄漏及混叠。考虑到缸盖振动信号的非平稳特性,应用经验模态分解法将振动信号分解成一系列具有不同尺度的内禀模态函数,利用三维Hilbert谱提取了反映柴油机故障的特征参数。试验结果表明:研究方法可以有效地提取柴油机振动信号的故障特征,从而实现柴油机配气机构故障诊断。     

轻型柴油机EGR与喷油正时的协同性能研究

以一台高压共轨轻型柴油机为样机,研究废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)和喷油正时协同作用对发动机燃烧特性、燃油消耗率、氮氧化物(NOx)和HC排放的影响。研究结果表明:随着EGR率增大,缸内最大压力有所下降,瞬时放热率峰值有所减小。随着喷油提前角增加,缸内最大压力增大,瞬时放热率峰值先增大后减小。EGR率与缸内最大压力降幅、瞬时放热率峰值降幅均具有较好的线性关系。随着EGR率的增大和喷油提前角的减小,NOx排放降低,燃油耗增加,而且存在一个最佳的EGR率和喷油提前角的组合区域使HC排放达到最低。为了实现降低NOx排放的同时有效控制燃油消耗率和避免HC排放升高,低负荷时选择高EGR率并结合大喷油提前角的控制策略;中等负荷时选择适中EGR率结合适中喷油提前角的控制策略。