基于階比跟蹤和HHT的柴油機(jī)氣閥故障診斷技術(shù)研究.pdf

1、柴油機(jī)效率高、比功率大，廣泛應(yīng)用于國民生產(chǎn)中，更是現(xiàn)代船舶動(dòng)力裝置的核心。智能化是船舶柴油機(jī)的發(fā)展方向，運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷是柴油機(jī)智能化的三大核心技術(shù)之一。柴油機(jī)排氣閥的工作條件極其惡劣，不僅承受著高溫高壓燃?xì)獾臎_刷、燃燒產(chǎn)物的高溫腐蝕，而且周期性的與閥座撞擊，相當(dāng)于承受著高溫鍛造作用，極易發(fā)生漏氣故障。氣閥漏氣后柴油機(jī)排氣溫度升高，輸出功率下降，而且存在著很大的安全隱患，嚴(yán)重影響柴油機(jī)的整體性能。
　　振動(dòng)法已經(jīng)在氣閥漏氣故障診斷

2、方面得到了應(yīng)用，但以往振動(dòng)信號(hào)特征值的判據(jù)主要通過幾個(gè)穩(wěn)定工況下故障模擬試驗(yàn)獲得，而柴油機(jī)作為動(dòng)力源，尤其是作為船舶主機(jī)，運(yùn)行工況經(jīng)常發(fā)生改變，會(huì)出現(xiàn)氣閥狀態(tài)相同但由于運(yùn)行工況變化而振動(dòng)特征值不同的情況，從而降低氣閥漏氣振動(dòng)診斷的精度。因此，開展變工況條件下船用柴油機(jī)氣閥漏氣的故障診斷技術(shù)研究，可拓寬氣閥漏氣振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)合，提高振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷的實(shí)用性，具有重要的工程應(yīng)用參考價(jià)值。
　　本文根據(jù)變工況條件下船用柴油機(jī)振動(dòng)信

3、號(hào)的非平穩(wěn)特征，研究等角度采樣和非線性信號(hào)處理方法，優(yōu)化振動(dòng)法在氣閥漏氣故障診斷中特征參數(shù)提取方法。主要研究?jī)?nèi)容體現(xiàn)在：通過變工況下故障模擬試驗(yàn)，對(duì)準(zhǔn)周期和燃燒段的缸蓋振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行傳統(tǒng)的時(shí)域和頻域分析處理，提取特征參數(shù)，分析傳統(tǒng)信號(hào)分析處理特點(diǎn)；在此基礎(chǔ)上，使用計(jì)算階比跟蹤技術(shù)對(duì)缸蓋振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行等角度間隔的信號(hào)轉(zhuǎn)換處理，即信號(hào)重采樣，以減小轉(zhuǎn)速變化對(duì)后續(xù)分析的影響。根據(jù)缸蓋振動(dòng)信號(hào)非平穩(wěn)非線性的特點(diǎn)，研究重采樣振動(dòng)信號(hào)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法（

4、EMD），對(duì)各個(gè)固有模態(tài)函數(shù)進(jìn)行希爾伯特（Hilbert）變換，獲得缸蓋振動(dòng)信號(hào)的三維分布，即幅值在時(shí)間和頻率組成的二維平面上的分布；選擇角階熵作為故障診斷的特征參數(shù)，對(duì)比氣閥正常態(tài)與故障態(tài)特征參數(shù)在柴油機(jī)推進(jìn)特性各工況下的分布規(guī)律，優(yōu)化故障診斷判據(jù)，得到在變轉(zhuǎn)速條件下的氣閥漏氣故障診斷方法，并對(duì)計(jì)算階比跟蹤算法的有效性以及故障診斷的準(zhǔn)確性進(jìn)行對(duì)比分析。
　　在此基礎(chǔ)上搭建柴油機(jī)可靠性分析框架，主要介紹柴油機(jī)整機(jī)可靠性框圖的建立、