內(nèi)燃機(jī)角振動測量技術(shù)與停缸診斷方法研究.pdf

1、內(nèi)燃機(jī)曲軸角振動信號以其測量簡便和信息豐富的優(yōu)點(diǎn)，在內(nèi)燃機(jī)軸系扭振分析和故障診斷方面得到了廣泛運(yùn)用。本文針對在曲軸角振動信號測量和內(nèi)燃機(jī)停缸故障診斷兩大關(guān)鍵技術(shù)上所存在的問題，進(jìn)行了深入分析，并提出了相應(yīng)的信號預(yù)處理方法和故障診斷方法。論文的研究工作，對內(nèi)燃機(jī)的軸系角振動測量分析、各缸工作狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷以及自動控制等方面具有工程實(shí)用價值，并豐富和發(fā)展了相關(guān)理論。 本文從角振動測量信號測量和預(yù)處理技術(shù)著手，分析了瞬時轉(zhuǎn)速丟點(diǎn)(

2、齒)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，提出并對比了處理丟點(diǎn)的兩種方法：補(bǔ)點(diǎn)(齒)法和并點(diǎn)(齒)法，闡述了并點(diǎn)原理；分析了原始電壓脈沖信號中的干擾信號產(chǎn)生的原因和影響，提出了采用帶通濾波法濾除窄(低)頻干擾信號的方法；分析了各類畸點(diǎn)對瞬時轉(zhuǎn)速信號頻率成分的影響，從理論和方法上完善了畸點(diǎn)替換法，并以實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證分析；利用高頻采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分頻得到低頻采樣數(shù)據(jù)，分析了采樣頻率對A/D采樣擬合法精度的影響，得出采樣頻率至少為電壓脈沖基頻的9倍時，能夠達(dá)到高頻(

3、5MHz)采樣的精度(相對誤差<1％)；對比分析了采用A/D采樣擬合法時，兩種曲線擬合方法在不同情況下的計(jì)算精度，研究表明：高頻采樣時，兩點(diǎn)線性插值法能夠達(dá)到最小二乘擬合法的精度，采樣頻率較低時，最小二乘擬合法更加穩(wěn)定。 針對角振動測量中可能出現(xiàn)的測量齒盤齒數(shù)較少的問題，通過理論推導(dǎo)，定量分析了齒數(shù)與角振動測量精度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。結(jié)合仿真信號分析，確定了單諧次幅值精度滿足要求時每周期內(nèi)所需的最少采樣點(diǎn)數(shù)，以及齒數(shù)較少時的有效簡諧

4、次數(shù)。以6135柴油機(jī)的實(shí)測數(shù)據(jù)為研究對象，采用并點(diǎn)處理后，比較了各諧次幅值隨齒數(shù)的變化，進(jìn)一步驗(yàn)證了結(jié)論的正確性。同時，當(dāng)扭振測試每周期內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)較少時，可根據(jù)本文提出的修正公式對滿足采樣定理的各諧次幅值進(jìn)行修正，提高分析精度。 在深入研究曲軸角振動“單諧次準(zhǔn)剛體模型”和“單諧次準(zhǔn)梯形”的基礎(chǔ)上，發(fā)展了綜合公式和單諧次綜合診斷內(nèi)燃機(jī)雙缸停缸故障的新方法。通過仿真和實(shí)驗(yàn)應(yīng)用研究，驗(yàn)證了該方法在4缸機(jī)和6缸機(jī)上的可行性。