内燃机配气机构气门振动解析方法研究

对比经验模态分解(EMD)方法、短时傅里叶变换(STFT)和连续小波变换(CWT)方法对内燃机配气机构气门振动解析,结果表明:EMD方法解析过程简单,具有较高的自适应性,但不能解决频率混叠问题;STFT方法因为时间分辨率和频率分辨率相互制约,存在解析精度低的缺点;CWT方法虽然计算量大,解析过程复杂,但是解析精度最高....     

利用振动信号的小波变换识别内燃机噪声源的研究

在某车用发动机的不同部件上采集了振动速度信号,利用连续小波变换的方法对信号进行了研究.根据小波变换的时频分析特点,从小波变换幅值的时频图上提取出振动信号的特征,从中识别出不同的部件对发动机表面辐射噪声的不同频率成分的贡献.小波变换方法得到的结果与声强模态方法得到的结果相比有较好的一致性.     

小波变换技术在内燃机振声信号分析中的应用

介绍了小波分析方法在内燃机测试方面的发展和应用，探讨了应用小波技术进行车用发动机表面辐射声源的识别问题。以一台车用发动机表面辐射噪声的测量和识别分析为例，提出了一种车用发动机主要噪声源诊断和识别的测试分析方法。提取了小波分析结果特征，进行噪声源识别，其结果是满意的。     

发动机稳态与非稳态振动信号分析比较

主要探索了在发动机机械故障诊断中采用非稳态信号分析方法进行故障诊断。介绍了定转速非稳态数据采集器测试原理，讨论了短时傅里叶（Fourier）变换的原理与窗函数选择方法。应用它分析了发动机稳态与非稳态加速振动信号并进行了比较。试验与分析结果表明：定转速非稳态数据采集器能准确地测取发动机加速过程中所设定转速的振动信号；采用短时Fourier变换和窄带能量累加方法能有效提取加速振动信号中分析对象的故障特征，具有良好的重复性和稳定性；加速振动的信噪比远比稳态振动大得多。     

基于缸盖振动信号时域特征识别气缸压力的研究

在不同的燃烧状况下同时测量缸盖表面振动信号和缸内压力信号,通过对两信号的分析得到与缸内燃烧过程密切相关的振动信号的频谱范围,据此设计了FIR低通滤波器,并对振动信号进行滤渡处理.通过分析滤波后的振动信号与缸内压力信号可知,缸盖表面振动信号同缸内压力信号在时域上具有密切联系.建立了BP和RBF神经网络,并用同样的训练样本进行训练,训练的结果表明,RBF神经网络可以在更短的训练时间内,获得更小的均方误差.用同样的测试样本对神经网络进行检验的结果表明,RBF神经网络重构的缸内压力波形更逼近于实际波形.     

基于连续小波变换的内燃机瞬态工况噪声信号时频特性研究

以某四缸汽油机为研究对象,发动机加速过程中,对前端噪声信号进行测试,并对采集的噪声信号进行等长度分段预处理。采用连续小波变换方法分别对各数据段的噪声信号进行时频分析处理,分析噪声信号能量在时频域内的分布规律,以及其主要频率成分随转速或时间变化的特性。结果表明,发动机加速过程中,噪声信号能量主要集中在2阶主谐次和转动基频构成的线性调频带附近,而且随着转速的升高,调频带附近的信号幅值和能量也随之增大。在调频带上方也分布着一些频率成分,但是其幅值和能量相对较小,而且随着转速的升高,其频率成分越来越丰富,能量分布也越来越广泛。     

基于小波技术的柴油机振动信号特征参数的研究

在1110柴油机上模拟了气门漏气、气门间隙异常、供油时刻异常及喷油压力异常4种常见故障,并测得了几种故障下缸盖振动信号和缸内压力信号.对振动信号常用的几种分析方法进行对比研究,并选定小波分析法对振动信号进行时频分析,提取振动信号的特征参数.试验发现:气门漏气时整个缸盖振动信号高频带能量增加、低频带能量降低;气门间隙增大时,高频振动响应信号能量增强;供油提前角增大时,缸内燃烧始点提前,缸盖振动信号低频带信号能量增加;喷油压力增大时,缸盖振动信号中低频带信号所占能量增加.     

基于小波改进阈值消噪的缸盖振动信号分析

提出了一种改进的小波阈值新方法对内燃机缸盖振动信号进行消噪,进而实现特征向量的提取。试验表明采用改进小波阈值方法能有效地消除信号中噪声的干扰,提高信号的信噪比。用小波包提取消噪后信号的能量作为特征向量,来表征内燃机故障特征,可为神经网络的自适应故障诊断提供新的故障样本。     

缸盖振动加速度信号与燃烧过程时域相关性分析

对缸盖位移与缸内压力信号,缸盖振动加速度与缸内压力升高加速度信号进行了对比分析,结果表明:燃烧峰值压力出现时刻前,缸盖位移及缸内压力信号变化趋势相近,缸盖振动加速度与压力升高加速度的特征点出现时刻接近.对比缸内压力信号及其压升率、压力升高加速度曲线可知:压力升高加速度曲线上存在特征点,分别与燃烧起始时刻、最大压升率出现时刻及峰值压力出现时刻等燃烧特征点接近.据此,提出了利用振动加速度信号的特征点对燃烧特征点进行估计的方法,并在ZH195单缸柴油机和495T柴油机上进行试验,试验结果表明了所提出的方法的可行性.     

内燃机加速工况下曲轴旋转信号的转速跟踪滤波

测试分析内燃机曲轴的瞬时转速是识别内燃机做功状况和曲轴扭转振动特性的一种重要手段.内燃机在加速状况下采集到的曲轴旋转信号通常包含各种干扰信号,影响瞬时转速计算的准确性.提出了一种新的曲轴转速分析方法,设计一种中心频率随转速变化的窄带通滤波器,对曲轴旋转信号进行预处理,然后利用滤波后的信号计算曲轴的瞬时转速.基于曲轴实测旋转信号的分析结果表明:该方法修复了旋转信号中的失真部分,提高了曲轴瞬时转速的计算精度.     

基于气缸盖振动信号的柴油机故障诊断研究

在3110柴油机的1号缸上进行了气门间隙变化、断油等故障的模拟试验研究.分别在正常情况及各故障情况下测取了缸盖振动信号,对信号进行时域分段,分别用时域、频域及小波分析方法对信号进行了分析,提出了故障时频特征的提取方法,并用模糊聚类方法进行了分类分析.对正常情况(气门间隙0.3 mm)、断油故障、气门间隙过小(0.1 mm) 、气门间隙过大(0.9 mm)等4种情况的80组数据的分析结果表明,大部分数据分类效果较理想,错误率仅为6.25 %, 断油故障数据分类完全正确.对进气门间隙为0.1 mm、0.3 mm、0.9 mm的3种工况的60组数据进行了模糊聚类分析,取进气门落座信号,用绝对值均值、有效值及峰值作为特征值,分类结果完全正确.     

柴油机缸盖振动信号度量参数分析

实测了不同工况时的柴油机缸盖振动位移、速度及加速度信号,通过对比振动位移及缸内压力信号,发现缸盖振动位移信号受约束支架振动的影响严重,从中提取燃烧相关信息较为困难.对比缸盖振动速度及压升率信号,认为振动速度信号同样包含了约束支架振动的影响,可以通过滤波处理的方法对缸盖振动速度信号进行处理,处理后的振动速度信号中包含了丰富的燃烧相关信息.缸盖振动加速度信号对高频成分敏感,约束支架的影响基本可以忽略,通过低通滤波的方法可以得到与缸内燃烧状态密切相关的成分,并用于分析缸内燃烧状况.     

基于缸盖振动信号的柴油机多工况性能预测

采用小波分析法和时间序列法从柴油机缸盖表面振动信号识别气缸压力,通过对示功图 进行分析计算得到了相应的放热规律;采用双韦柏函数对放热规律进行拟合,建立了双韦柏参数的多工况变化关系式,实现了放热规律的多工况计算,并与工作过程数值计算相结合,从柴油机缸盖振动信号预测多工况性能。     

三缸汽油机的轴系扭振分析

运用EXC ITE Designer软件对某三缸汽油机的轴系扭转振动进行了分析,求出了系统的自振圆频率、临界转速、扭振振幅和转速不均匀性,并对轴系的扭转振动情况作出总结与评价。计算结果表明:该三缸汽油机的轴系扭振情况良好,与实际使用情况相符。     

用于内燃机振动诊断的一种特征参数选取方法

针对内燃机振动诊断提出了一种新的特征参数选取方法,计算每个特征参数对各类工况的类识别率,选取对各类工况类识别率最高的前2个特征参数形成联合诊断向量.针对内燃机气门机构间隙异常故障的诊断问题,对缸盖振动信号的常用幅值域特征参数进行了选取,并采用人工神经网络模型进行了验证.结果表明:使用基于类识别率的特征参数选取方法将特征维数缩减一半时,诊断准确率的下降小于1%.     

利用部件整体耦合法分析柴油机气缸盖热机械强度

为提高气缸盖的热机械性能,采用部件整体耦合法对多缸柴油机气缸盖进行了三维非线性有限元分析。在考虑各部件接触关系的基础上,计算了气缸盖在螺栓预紧力、热载荷、最高燃烧压力多场耦合作用下的应力分布,确定了各影响因素在缸盖上造成应力集中的主要位置及原因,并与发动机实际运行后情况进行了对比,为结构改进提供了理论指导。     

二冲程柴油机机座表面振动信号的特征分析

为监测主轴承的磨损情况,对船用二冲程低速柴油主机机座表面的振动信号开展测试与分析。介绍了测试系统的组成和振动测点的布置。通过静态敲击试验,证实了缸内燃气爆发冲击和较远档主轴承的冲击对主轴承处机座表面的振动影响较小。通过对柴油机机座表面振动信号的时域波形分析,证实了对各档主轴承座附近机座表面的冲击振动进行监测,可以了解各档主轴承的磨损状态。研究结果为船用二冲程柴油机的振动监测提供了一个新的方法。     

旋转机械振动信号基于EMD的HT和STFT时频分析比较

基于经验模态分解（Empinrical Mode Decomposition，EMD）的希尔伯特变换（Hilbert Transformation，HT），是先把一列时间序列数据通过经验模态分解，然后经过希尔伯特变换获得频谱的信号处理新方法。介绍了该方法的理论和算法。对仿真和旋转机械油膜涡动故障振动信号分别用基于EMD和基于STFT（Short-Time Fourier Transformation，STFT）的时频分析进行了比较研究，研究结果说明，用基于EMD的HT方法对旋转机械的振动信号进行时频分析比STFT有效。