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。     

柴油机机体振动分析与诊断研究

柴油机运行时因激振力的作用会产生一定方向和频率的冲击振动,构件的裂纹或松动等故障会影响到其响应成分的频率能量特性.针对柴油机运行时的冲击响应振动信号,利用小波分析快速进行信噪分离,频域范围内采用功率谱分析结合小波包分解对各频段能量谱分析.根据振动信号时域峰值和时刻,频域能量的变化和分布,给出故障诊断层使用的状态特征向量...     

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。     

基于对称极坐标方法和图像识别的柴油机曲轴轴承故障诊断

采用对称极坐标方法,将振动信号的时域波形不经过时频分析,直接转换为镜面对称雪花图像,通过提取图像区域几何特征参数质心和方向角反映不同磨损故障程度,最后采用模糊C均值聚类方法进行分类识别。在EQ6BT5.9型柴油机上进行了四种不同磨损工况下曲轴轴承故障诊断试验,诊断实例表明总体诊断正确率为86%。     

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。     

共轨柴油机缸内压力与整机振动噪声关系研究

共轨柴油机燃烧过程的缸内压力与表面振动以及整机噪声有着密切的联系。为了研究缸内压力对表面振动和整机噪声的影响规律,对缸内压力信号、表面振动以及噪声信号,从时域以及频域上,进行了多工况内在联系的研究,其中包括结构衰减曲线、相干函数曲线分析以及高通滤波的高频压力振荡计算等,并得出了在不同转速、不同负荷下,缸内压力的变化对表面振动以及整机噪声的影响规律。     

缸盖表面振动速度预处理方法及应用研究

实测了不同工况时的缸盖表面振动速度信号,与同工况缸内压升率信号进行对比。结果表明,约束支架的弹性变形使实测的缸盖表面振动速度信号在燃烧开始时刻存在初始值,从而对燃烧特征参数提取产生影响。通过曲线拟合的方法得到了约束支架引起的缸盖表面振动速度,并进行频谱分析。研究结果表明:其主要频谱能量集中在250Hz以下的频段内。通过曲线拟合及数字滤波技术从实测缸盖表面振动速度中去除约束支架的影响,得到含有丰富缸内燃烧状态的缸盖表面振动速度信号,并从中提取特征参数,估计出缸内燃烧的起始时刻。在2缸HCCI柴油机上进行验证试验,结果表明提出的方法是可行的。     

基于小波分析的柴油机故障信号特征的提取

本文提出了一种新的柴油机表面振动信号的故障特征的提取方法，利用柴油机表面振动信号经过小波降噪处理，有效地剔除柴油机表面振动信号的噪声干扰，提高信号的信噪比。用小波包提取降噪后振动信号的能量特征参数。以表征柴油机故障特征，建立起能量到柴油机故障的映射关系。实际研究表明这一特征提取方法是有效的。     

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。     

基于时频谱图和粗糙集的柴油机故障图像纹理特征自动提取

将图像纹理特征提取技术引入到柴油机连杆轴承磨损故障诊断中,首先采用连续小波变换对柴油机连杆轴承振动信号进行时频分析,为了减少循环波动的影响,将三个工作循环信号的时频分布平均为一个工作循环信号的时频图;然后将不同磨损工况的时频分布图转化为灰度图像,提取基于灰度共生矩阵四个角度的图像纹理特征参数;最后利用变精度粗糙集理论提取与故障程度强相关的特征参数。诊断实例表明:灰度共生矩阵能够反映柴油机连杆轴承不同磨损工况,变精度粗糙集可以从中提取出与故障程度强相关的五个关键参数用于分辨连杆轴承的四种磨损工况,小波时频图像特征提取和变精度粗糙集相结合能实现连杆轴承故障特征的自动提取。     

融合技术在柴油机故障诊断中的应用

导致柴油机同一故障的各相关检测信号使其融合,应用在神经网络故障识别系统中,可以快速、准确地诊断柴油机故障.本文主要融合气缸振动信号、喷油信号及水温信号,设计了通过提取信号特征值,应用神经网络识别系统诊断柴油机功率下降故障的方法.信号特征值分别按各自信号的特点提取,其中气缸振动信号以振动信号的各子带功率谱为特征,即在频域中选取特征;喷油信号以信号波形形状识别为特征,即在时域中选取特征;水温信号因其为慢速变化信号,取不同阶段的水温信号为特征.     

柴油机缸盖表层温度特性的测试研究

以6-135型柴油机气缸盖为研究对象,采用红外热像技术测试了缸盖表层各测点温度,提出负荷—温度相对灵敏度指标,确定了特征测点。研究了稳定工况下各特征测点温度随时间的变化规律以及变工况下测点表层温度随负荷变化的规律。结果表明:不同位置测点温度对负荷的灵敏度不一样;稳定工况时,缸盖表层特征测点的温度在一段时间后均趋于稳定;变工况时,缸盖表层温度与负荷的变化规律不是线性的。     

基于排气噪声的坦克柴油机各缸工作不均匀性评价

对坦克柴油机排气噪声测试信号进行了时域特殊处理，从反映不同状态下信号峰值间隔变化的角度提取特征参数．建立了一种适用于实车不解体检测的各缸工作不均匀性评价新方法。试验结果表明，该方法切实可行。     

融合技术在柴油机故障诊断中的应用

导致柴油机同一故障的各相关检测信号使其融合，应用在神经网络故障识别系统中，可以快速，准确地诊断柴油机.主主要融合气缸振动信号，喷油信号及水温信号，设计了通过撮以信号持征值，应用神经网络识别系统诊断柴油机功率下降故障的方法。信号特征值分别按各自信号的特点提取，其中气缸振动信号以振动信号的各子带功率谱为特征，即在频域中选取特征；喷油信号以信号波形形状识别为特征，即在时域中选取特下；水温信号因其为慢速变化信号，取不同阶段的水温信号为特征。     

高速柴油机气阀组件振动监测诊断技术试验研究

介绍了利用气缸盖表面振动信号对高速柴油机气阀组件等故障进行的振动监测诊断试验研究。分析了引起缸盖振动的激励源特征;对单缸熄火和气阀组件等故障进行了模拟试验;对不同故障状态的气缸盖表面振动信号进行了测量分析,提取用于故障诊断的特征参数,建立了不同类型及不同程度故障与特征参数间的相互关系。     

5100QB柴油机振动测试与分析

针对云内5100QB柴油机装车后在高速行驶工况易出现离合器壳断裂现象,通过各试验工况下的多测点测试及幅值谱的振动分析,得出5100QB柴油机自身的振动力源及导致离合器壳开裂的主要原因,并提出了现有条件下减振的有效技术与措施。     

基于变分模式分解的滑动轴承摩擦故障特征提取与状态识别

针对滑动轴承振动信号明显的非线性非平稳性及信号中摩擦信号微弱等特点,提出一种基于变分模式分解(VMD)的滑动轴承摩擦故障特征提取与状态识别方法。采用VMD对滑动轴承振动信号进行分解,将其自适应地分解为系统冲击信号、低频摩擦信号和高频摩擦信号3个分量,在此基础上定义并提取相对频谱能量矩特征参数,用于描述滑动轴承振动信号及其各分量的特征。对S195-2型柴油机曲轴轴承摩擦故障信号进行了分析,K-近邻分类器的平均识别精度达到93.3%。研究结果表明:基于VMD分解的相对频谱能量矩特征对滑动轴承的工作状态比较敏感,能有效识别其摩擦故障状态。     

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.     

五级导叶式离心泵轴心轨迹的试验测量

鉴于多级离心泵轴心轨迹研究较少的问题,对五级导叶式离心泵的能量性能和轴心轨迹进行了试验测量。结果表明,设计工况下五级导叶式离心泵的扬程为165.40m、效率为72.84%;测点的轴心轨迹时域在x向呈现周期性的畸形正弦波,在y向呈现周期性的畸形余弦波;前轴承测点A1的轴振变化幅度大于后轴承测点A2的轴振变化幅度,前轴承B2的振动比后轴承B1的振动更强;设计工况下,前轴承测点A1的轴心轨迹呈现近似八字形分布,后轴承测点A2的轴心轨迹呈现近似椭圆分布。研究成果可为多级离心泵的振动特性分析提供参考。     

基于振动和缸压信号的柴油机敲缸故障识别

针对某型船用柴油机的敲缸故障,提出一种基于振动和缸压信号的联合分析诊断方法。结合上止点传感器的脉冲信号,将振动和缸压时域信号根据柴油机曲轴转角位置转换为曲轴转角域信号。根据在曲轴转角域出现敲缸特征信号时对应的振动加速度判断柴油机敲缸激励源频率范围,在此基础上通过带通滤波降噪提高敲缸特征信号的信噪比。基于四冲程柴油机工作周期与曲轴转角的关系对振动和缸压曲轴转角域信号提取故障特征。经柴油机多工况数据验证,本方法对识别柴油机敲缸故障简便、有效、准确性高。