聲發(fā)射監(jiān)測船用中速柴油機氣閥漏氣的應(yīng)用研究.pdf

1、船用柴油機作為整個船舶動力系統(tǒng)最為重要的組成部分，其運行狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到船舶的安全和穩(wěn)定。安全可靠的進排氣系統(tǒng)是柴油機正常工作的重要保證，而氣閥是進排氣系統(tǒng)最為關(guān)鍵的部件之一。柴油機缸內(nèi)高溫高壓氣體的沖擊、金屬氧化物的腐蝕以及與閥座頻繁的撞擊，使柴油機氣閥成為最容易發(fā)生故障的部件之一。如果氣閥有漏氣故障，則會造成柴油機氣缸壓力降低，輸出功率下降，燃油消耗率增加，甚至?xí)l(fā)生氣閥吹穿致使增壓器葉片破損的事故，嚴重影響柴油機安全運行。

2、r>　　本文對聲發(fā)射監(jiān)測技術(shù)在船用中速柴油機氣閥漏氣監(jiān)測中的應(yīng)用進行了研究，采用理論分析與實驗分析相結(jié)合研究手段，通過分析氣閥漏氣聲發(fā)射的產(chǎn)生機理和信號特征來監(jiān)測柴油機氣閥密封狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)氣閥漏氣故障，以避免柴油機惡性事故的發(fā)生，研究具有理論意義和工程應(yīng)用價值，主要內(nèi)容如下：
　?。?）以船用中速柴油機6DK20為研究對象，利用FLUENT計算氣閥密封正常及漏氣狀態(tài)下氣體對缸蓋的瞬態(tài)激勵。利用ANSYS進行流固耦合計算，計算不同

3、氣閥密封狀態(tài)下的缸蓋表面聲發(fā)射信號，結(jié)果表明氣閥漏氣會引起信號峰峰值和均方根值增加，且漏氣越嚴重增加幅度越大。
　　（2）在6DK20型柴油機上進行排氣閥漏氣故障模擬試驗，實測了柴油機在失火狀態(tài)、排氣閥密封正常狀態(tài)以及不同漏氣程度下的缸蓋聲發(fā)射信號，分別在時域及頻域提取了氣閥漏氣故障特征參數(shù)，分析表明：燃燒上止點后25CA至80CA(Crank Angle)區(qū)段內(nèi)聲發(fā)射信號對氣閥漏氣較敏感，氣閥漏氣引起該區(qū)段信號幅值和能量增加；氣

4、閥漏氣時信號低頻段（0Hz-10kHz）能量相對減少，高頻段（20kHz-50kHz）能量相對增加。
　　（3）利用EMD(Empirical Mode Decomposition)技術(shù)分析了柴油機缸蓋聲發(fā)射信號，提取了有效的特征參數(shù)。分析表明，最先得到的本征模分量IMF1為噪音分量，代表信號高頻成分的IMF2和IMF3能有效表征氣閥漏氣故障，氣閥漏氣會引起其能量占所有本征模分量總能量的比重增加。
　?。?）基于LABVIE