本文關鍵詞：基于發(fā)動機性能測試試驗的故障診斷方法研究

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【摘要】：隨著發(fā)動機在日常生活,生產領域得到越來越廣泛的應用,如何確保所生產制造的發(fā)動機在正常運行的同時具備可靠的安全性,也成為了不斷被研究的重要課題。發(fā)動機性能測試試驗應運而生,而針對測試試驗的故障診斷技術也成為了不斷被人們關注的研究重點。本文以某型號的發(fā)動機低速耐久試驗作為研究藍本,通過搭建試驗平臺,布置試驗裝置,制定試驗方案,完成了總時長超過1000小時的發(fā)動機低速耐久性能測試試驗。利用LABVIEW搭建數據監(jiān)控和采集平臺,獲得大量的發(fā)動機樣本歷史試驗數據,并以其作為本次課題的研究數據源。針對大量獲得的歷史數據中的各個熱力特性參數,根據其分布特性,建立了一套計算熱力特性參數正常變化范圍的計算方法,并將其作為衡量熱力特性參數是否正常變化的重要標準。本文定義了發(fā)動機熱力特性參數故障診斷的三個重要檢測項目:健康性檢測,數據可靠性檢測以及長期故障隱患檢測。并對每一個發(fā)動機長時間樣本運行數據完成三項檢測,得出最后的故障診斷結論。本文采用MATLAB的腳本程序編譯功能,實現數據處理和診斷過程的自動化實現。最后使用MATLAB的圖形用戶界面工具,將所編譯的實現不同功能的腳本程序進行集成,設計出故障診斷用戶界面,實現故障診斷的可視化,便捷化,智能化。本文以熱力特性參數的故障診斷作為切入點,初步探究了發(fā)動機故障診斷的數據檢測和診斷界面的建立流程,對于其他類型的發(fā)動機性能測試試驗,均具有極其重要的參考價值。
【關鍵詞】：發(fā)動機 低速耐久 故障診斷 熱力特性參數 MATLAB 圖形用戶界面
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK407
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 課題的研究對象11-13
• 1.1.1 活塞式內燃機11-12
• 1.1.2 燃氣輪機12-13
• 1.2 課題研究背景及意義13-14
• 1.3 國內外故障診斷技術的發(fā)展及應用14-17
• 1.3.1 活塞式內燃機故障診斷技術的發(fā)展概況及研究現狀14-16
• 1.3.2 燃氣輪機故障診斷技術的發(fā)展概況及研究現狀16-17
• 1.4 課題的主要研究內容17-18
• 1.5 本文的組織結構18-20
• 第二章 發(fā)動機低速耐久試驗介紹20-32
• 2.1 概述20
• 2.2 試驗裝置20-24
• 2.2.1 發(fā)動機試驗臺架20
• 2.2.2 試驗裝置20-23
• 2.2.3 試驗輔助裝置及控制設備23-24
• 2.3 試驗內容24-27
• 2.3.1 試驗目標與意義24
• 2.3.2 試驗內容與流程24-27
• 2.4 試驗數據采集27-31
• 2.4.1 數據采集界面28-29
• 2.4.2 熱力特性數據獲取與轉換29-31
• 2.4.3 節(jié)氣門開度的計算31
• 2.5 本章小結31-32
• 第三章 試驗特性參數介紹32-44
• 3.1 概述32
• 3.2 熱力特性參數介紹32-41
• 3.2.1 進氣歧管壓力32-33
• 3.2.2 進氣溫度33-34
• 3.2.3 排氣溫度34
• 3.2.4 機油溫度與機油壓力34-35
• 3.2.5 循環(huán)水溫度35-37
• 3.2.6 燃油溫度和壓力37-38
• 3.2.7 大氣壓力與大氣溫度38-39
• 3.2.8 曲軸箱壓力39-40
• 3.2.9 進水溫度，出水溫度及出水壓力40-41
• 3.3 工況特性參數介紹41-43
• 3.3.1 節(jié)氣門開度41-42
• 3.3.2 轉速42-43
• 3.6 本章小結43-44
• 第四章 熱力特性參數故障診斷及檢測判據的建立44-59
• 4.1 熱力特性參數故障診斷項目44
• 4.2 試驗數據分析理論介紹44-47
• 4.2.1 大數據分析方法概述44-45
• 4.2.2 基于關聯分析的數據挖掘45-46
• 4.2.3 基于數理統計的數據挖掘46-47
• 4.3 數據可靠性檢測判據47-50
• 4.3.1 可靠性判據簡介47-48
• 4.3.2 相關性檢測依據48-49
• 4.3.3 物性變化規(guī)律判據49-50
• 4.4 數據健康性檢測判據50-58
• 4.4.1 健康性判據簡介50-51
• 4.4.2 試驗規(guī)定健康性判據51
• 4.4.3 歷史健康性判據簡介51
• 4.4.4 歷史健康性判據計算（以進氣歧管壓力為例）51-56
• 4.4.5 歷史健康性判據計算（以循環(huán)水溫度為例）56-58
• 4.5 本章小結58-59
• 第五章 發(fā)動機運行數據檢測與故障診斷59-86
• 5.1 概述59
• 5.2 運行數據檢測流程59-60
• 5.3 數據健康性檢測60-70
• 5.3.1 健康性檢測基本流程60-61
• 5.3.2 發(fā)動機樣本運行數據和master數據范圍的導入61-62
• 5.3.3 進氣歧管壓力的master健康運行范圍的修正62-64
• 5.3.4 確定工況運行段和怠速段64-65
• 5.3.5 發(fā)動機樣本運行數據檢測65-66
• 5.3.6 檢測圖繪制66-70
• 5.4 數據可靠性檢測70-76
• 5.4.1 可靠性檢測目的70
• 5.4.2 可靠性檢測流程70-71
• 5.4.3 檢測對象及數據源71
• 5.4.4 檢測方法71-73
• 5.4.5 檢測結果73-76
• 5.5 數據長期故障隱患檢測76-81
• 5.5.1 檢測目的76
• 5.5.2 檢測對象及檢測數據源76
• 5.5.3 檢測流程76-77
• 5.5.4 熱力特性參數的歷史特征值計算77-78
• 5.5.5 長期趨勢檢測圖的繪制78-79
• 5.5.6 長期故障隱患檢測結果分析79-81
• 5.6 故障庫的建立81-85
• 5.6.1 排氣溫度81-82
• 5.6.2 出水溫度與循環(huán)水溫度82-83
• 5.6.3 燃油壓力83
• 5.6.4 機油溫度83
• 5.6.5 機油壓力83-84
• 5.6.6 曲軸箱壓力84
• 5.6.7 進氣歧管壓力84-85
• 5.6.8 出水壓力85
• 5.7 本章小結85-86
• 第六章 發(fā)動機熱力特性參數故障診斷用戶界面86-106
• 6.1 概述86
• 6.2 MATLAB圖形用戶界面介紹86-88
• 6.2.1 GUI及GUIDE簡介86-87
• 6.2.2 圖形用戶界面設計過程87-88
• 6.3 故障診斷軟件介紹88-98
• 6.3.1 故障診斷主界面88-89
• 6.3.2 數據可靠性分析界面89-90
• 6.3.3 長期故障隱患檢測界面90-93
• 6.3.4 檢測圖繪制界面93-96
• 6.3.5 檢測結果綜合分析界面96-98
• 6.3.6 故障診斷檢測輸出結果98
• 6.4 故障診斷案例98-103
• 6.4.1 故障診斷案例分類98-99
• 6.4.2 數據健康性故障案例99-100
• 6.4.3 數據可靠性故障案例100-101
• 6.4.4 單周期故障隱患案例101-102
• 6.4.5 長時間域故障隱患案例102-103
• 6.5 故障診斷用戶界面設計總結和未來改進方向103-105
• 6.5.1 設計總結103-104
• 6.5.2 未來改進方向104-105
• 6.6 本章小結105-106
• 第七章 全文總結和展望106-108
• 7.1 全文總結106-107
• 7.2 后期展望107-108
• 參考文獻108-112
• 致謝112-113
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文113

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