發(fā)動機冷試排氣測試故障檢測與診斷方法.pdf

1、隨著對汽車發(fā)動機制造質(zhì)量、整機性能要求的日趨提高,利用冷試技術(shù)準(zhǔn)確檢測與快速診斷發(fā)動機故障的研究越來越為國內(nèi)外汽車行業(yè)所重視。發(fā)動機冷試技術(shù)是發(fā)動機無燃燒過程的情況下反映發(fā)動機整機裝配性能快節(jié)拍、高質(zhì)量、低成本的檢測方法,可以實現(xiàn)對發(fā)動機在線100％測量,主要目的在于通過檢測數(shù)據(jù)分析判斷發(fā)動機狀態(tài)。排氣測試是冷試的重要項目,包括排氣壓力峰值、氣門開啟角、氣門開啟泄漏等參數(shù),其不合格數(shù)量占冷試不合格總數(shù)的1/4-1/3,其故障檢測與診斷中

2、存在以下問題:一方面排氣測試參數(shù)控制限設(shè)計缺乏科學(xué)依據(jù),參數(shù)相關(guān)性被忽視,導(dǎo)致故障漏報誤報時有發(fā)生;另一方面故障返修多依賴于主觀經(jīng)驗進行遍歷查找,對檢測信息利用不足,導(dǎo)致返修效率低甚至失敗。
　　針對上述難題,本文基于多種統(tǒng)計理論構(gòu)造了一套發(fā)動機冷試故障檢測與診斷方法,重點研究了單變量控制限確定、多變量控制限設(shè)計、排氣測試故障源診斷、進排氣氣門間隙故障模式分離等關(guān)鍵問題,開發(fā)數(shù)據(jù)處理分析軟件,在某型號發(fā)動機制造質(zhì)量控制中得到有效應(yīng)

3、用。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)排氣測試單參數(shù)控制限確定方法
　　針對單變量控制限確定缺乏依據(jù)的問題,提出構(gòu)建尾部分布以得到參數(shù)控制限,以分布參數(shù)表征前后數(shù)據(jù)狀態(tài)是否一致的方法。首先從平均超出量函數(shù)出發(fā)推導(dǎo)尾部分布模型;然后從尾部分布模型得到分位數(shù),取代正態(tài)分布分位數(shù)作為參數(shù)控制限;最后根據(jù)分布參數(shù)后驗估計得到參數(shù)置信區(qū)間,表征前后數(shù)據(jù)狀態(tài)是否一致,作為控制限是否調(diào)整的依據(jù)。
　　(2)排氣測試多參數(shù)控制限設(shè)計方

4、法
　　針對常規(guī)單變量控制限監(jiān)控方法忽視參數(shù)相關(guān)性的問題,提出結(jié)合支持向量數(shù)據(jù)描述實現(xiàn)多變量監(jiān)控的方法。首先以尾部相關(guān)性作為相關(guān)性度量指標(biāo),作為多變量控制限參數(shù)選擇依據(jù);然后引入支持向量數(shù)據(jù)描述方法,針對數(shù)據(jù)特點進行樣本篩選,結(jié)合誤報和漏報改進參數(shù)優(yōu)化方法;最后利用增量學(xué)習(xí)策略應(yīng)對學(xué)習(xí)過程樣本量大的問題,減少漏報同時誤報隨著學(xué)習(xí)過程減少并趨于穩(wěn)定。
　　(3)排氣測試故障源診斷網(wǎng)絡(luò)建模方法
　　針對故障源診斷主要依賴工

5、程經(jīng)驗,結(jié)論呈現(xiàn)不確定性的問題,提出將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)理論與冷試返修診斷過程相結(jié)合的方法。首先提取故障事件獲得網(wǎng)絡(luò)輸入輸出節(jié)點,根據(jù)發(fā)動機配氣機構(gòu)故障發(fā)生特點構(gòu)造三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);然后根據(jù)歷史檢測數(shù)據(jù)將故障源與故障征兆的復(fù)雜因果關(guān)系以概率模型表達;最后將冷試檢測及現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)作為多源證據(jù)信息,推理潛在故障源,并實現(xiàn)故障網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)更新。
　　(4)進排氣氣門間隙故障模式分離方法
　　針對進排氣氣門間隙故障征兆類似,只能通過遍歷檢查區(qū)分的問

6、題,提出基于排氣壓力波提取故障特征分離故障源的方法。首先借助經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解對冷試排氣壓力波進行多尺度分解;然后對分解結(jié)果去除趨勢項與噪聲項,得到特征能量向量;最后建立排氣壓力波特征與氣門間隙狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系,構(gòu)造氣門間隙故障源多值分類器。
　　(5)軟件開發(fā)與工程案例應(yīng)用
　　在上述研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)了“發(fā)動機冷試數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”排氣測試模塊,實現(xiàn)了單參數(shù)控制限確定,冷試返修故障診斷等功能,在排氣壓力峰值控制限調(diào)整與排氣測試故障診