發(fā)布時間：2017-08-04 20:37

  本文關(guān)鍵詞：瞬時轉(zhuǎn)速方法在船用多缸柴油機故障診斷中的應(yīng)用研究

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【摘要】：基于瞬時轉(zhuǎn)速信號的柴油機故障診斷技術(shù),具有經(jīng)濟性能好、操作簡便、適合長期在線測量等優(yōu)點,能夠監(jiān)測和診斷出各氣缸實時的工作狀態(tài),對該方法的研究具有重要意義。目前該方法主要應(yīng)用在氣缸數(shù)較少、發(fā)火間隔角較大的柴油機。對于氣缸發(fā)火區(qū)間重疊、做功能力均衡性較差的多缸柴油機,由于氣缸間耦合作用較強,一般的特征參數(shù)難以對故障程度和故障氣缸位置進行準(zhǔn)確的診斷。本文根據(jù)多缸柴油機工作特點,針對單缸漏油和熄火故障,通過仿真和實驗結(jié)合分析,對基于瞬時轉(zhuǎn)速波形特征的診斷方法在多缸柴油機中的應(yīng)用進行研究,主要研究工作如下:(1)針對16缸船用柴油機的工作原理,對曲柄連桿運動學(xué)進行分析,分別建立了軸系簡化模型和當(dāng)量模型,對瞬時轉(zhuǎn)速進行仿真計算,通過實測信號與仿真結(jié)果進行對比,驗證了瞬時轉(zhuǎn)速仿真模型的準(zhǔn)確性。(2)研究了氣缸故障的程度、位置對瞬時轉(zhuǎn)速波形的影響規(guī)律,根據(jù)氣缸工作狀態(tài)和瞬時轉(zhuǎn)速的內(nèi)在關(guān)系,明確故障診斷機理,提出了能夠有效反映出故障信息的特征參數(shù),確立了基于瞬時轉(zhuǎn)速平均波動率的故障診斷規(guī)則。同時討論了柴油機實際運行中仿真參數(shù)波動性對仿真結(jié)果的影響。(3)通過故障模擬實驗,確立了柴油機瞬時轉(zhuǎn)速信號測量和處理的流程,針對實測信號提取幾種常見的波形特征參數(shù);分析各種波形特征參數(shù)在不同故障程度下的分布規(guī)律;對比了各種波形特征參數(shù)對故障信息的敏感程度,分析了從中提取出有效的故障特征參數(shù)的可能性。(4)從波形特征參數(shù)中提取出故障特征參數(shù),對故障程度和故障氣缸位置進行準(zhǔn)確的判斷;統(tǒng)計各狀態(tài)下故障特征參數(shù)分布規(guī)律,計算隸屬度函數(shù),建立故障診斷模型;最后通過測試庫樣本驗證了診斷模型的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：多缸柴油機 瞬時轉(zhuǎn)速 故障診斷
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U672
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究的背景和意義9-10
• 1.2 基于瞬時轉(zhuǎn)速信號的故障診斷技術(shù)10-13
• 1.2.1 波形分析法10-11
• 1.2.2 轉(zhuǎn)矩估計法11-12
• 1.2.3 諧次分析法12
• 1.2.4 多特征信息融合法12-13
• 1.3 現(xiàn)階段研究的不足13
• 1.4 主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 多缸柴油機瞬時轉(zhuǎn)速仿真模型15-33
• 2.1 引言15
• 2.2 瞬時轉(zhuǎn)速仿真模型的簡化15-20
• 2.2.1 曲柄連桿運動學(xué)分析16-18
• 2.2.2 曲柄連桿動力學(xué)分析18-19
• 2.2.3 曲軸系統(tǒng)扭矩平衡方程19-20
• 2.3 基于簡化模型的瞬時轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果20-27
• 2.3.1 船用柴油機的推進特性20-23
• 2.3.2 正常狀態(tài)下仿真計算與結(jié)果分析23-24
• 2.3.3 故障狀態(tài)下仿真計算與結(jié)果分析24-27
• 2.4 基于當(dāng)量模型的瞬時轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果27-32
• 2.4.1 當(dāng)量模型的建立27-29
• 2.4.2 當(dāng)量系統(tǒng)仿真計算與分析29-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 瞬時轉(zhuǎn)速平均波動率分析33-50
• 3.1 引言33
• 3.2 故障氣缸位置對瞬時轉(zhuǎn)速的影響33-38
• 3.2.1 前缸故障對瞬時轉(zhuǎn)速影響35-36
• 3.2.2 后缸故障對瞬時轉(zhuǎn)速影響36-38
• 3.2.3 前后缸故障對比分析38
• 3.3 瞬時轉(zhuǎn)速平均波動率分析法38-45
• 3.3.1 30°區(qū)間瞬時轉(zhuǎn)速平均波動率39-42
• 3.3.2 90°區(qū)間瞬時轉(zhuǎn)速平均波動率42-45
• 3.3.3 兩種波形特征參數(shù)對比分析45
• 3.4 仿真模型參數(shù)影響因素分析45-49
• 3.4.1 負(fù)載扭矩波動性46-48
• 3.4.2 氣缸間不均衡性48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 故障實驗瞬時轉(zhuǎn)速信號分析50-74
• 4.1 引言50
• 4.2 瞬時轉(zhuǎn)速的測量和處理50-56
• 4.2.1 故障實驗的方案設(shè)計50-51
• 4.2.2 瞬時轉(zhuǎn)速信號的測量51-52
• 4.2.3 瞬時轉(zhuǎn)速信號的處理52-56
• 4.3 瞬時轉(zhuǎn)速波形特征參數(shù)56-68
• 4.3.1 常用波形特征參數(shù)56-58
• 4.3.2 波形特征參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果58-68
• 4.4 瞬時轉(zhuǎn)速波形特征參數(shù)對比分析68-73
• 4.4.1 特征參數(shù)評價準(zhǔn)則68-69
• 4.4.2 特征參數(shù)分布規(guī)律比較69-71
• 4.4.3 特征參數(shù)分布規(guī)律分析71-73
• 4.5 本章小結(jié)73-74
• 第5章 基于瞬時轉(zhuǎn)速的故障診斷模型74-89
• 5.1 引言74
• 5.2 故障診斷方法74-76
• 5.2.1 柴油機故障程度的診斷方法74-75
• 5.2.2 柴油機故障氣缸的定位方法75-76
• 5.3 故障診斷模型的建立76-87
• 5.3.1 診斷模型的閾值確定76-80
• 5.3.2 診斷模型的數(shù)據(jù)庫建立80-83
• 5.3.3 診斷模型的診斷流程83-87
• 5.4 故障診斷模型的驗證與改進87-88
• 5.5 本章小結(jié)88-89
• 結(jié)論89-90
• 參考文獻90-95
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果95-97
• 致謝97

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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2 閆兵;基于曲軸角振動信號的內(nèi)燃機故障診斷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王洪強;基于曲軸角加速度評價發(fā)動機燃燒均勻性的方法研究[D];燕山大學(xué);2012年

2 李輝;基于曲軸角振動信號的內(nèi)燃機故障診斷系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2004年

3 張軍;大功率柴油機綜合故障診斷系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];天津大學(xué);2005年

4 唐娟;柴油機振動信號特征參數(shù)提取方法及缸內(nèi)壓力信號重構(gòu)方法的研究[D];山東大學(xué);2007年

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本文編號：621606