基于聲發(fā)射的柴油機(jī)早期故障診斷研究.pdf

1、柴油機(jī)具有高效可靠等眾多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、重載汽車、大型發(fā)電機(jī)組和軍艦船舶等領(lǐng)域，與國民生產(chǎn)生活及國防軍工密切相關(guān)。但柴油機(jī)在正式報(bào)廢“退役”前，難免出現(xiàn)各類故障，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。多數(shù)故障出現(xiàn)之前，都會(huì)有一些微弱的征兆。如果可以“見微知著”，提前發(fā)現(xiàn)故障隱患，防患于未然，不僅可以節(jié)省維修費(fèi)用和避免停工損失，還可以避免重大安全事故。柴油機(jī)缸體表面的聲發(fā)射信號(hào)包含了豐富的機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)信息，可用以表征柴油機(jī)的健康狀態(tài)、早期缺陷與故

2、障隱患。本文通過采集柴油機(jī)缸體表面的聲發(fā)射信號(hào)，利用先進(jìn)的聲發(fā)射信號(hào)處理技術(shù)對(duì)柴油機(jī)的早期缺陷與故障隱患進(jìn)行了識(shí)別與分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)某型單缸柴油機(jī)活塞缸套組件異常摩擦磨損的診斷：在柴油機(jī)機(jī)體上安裝聲發(fā)射傳感器和振動(dòng)傳感器，通過小波分析算法對(duì)比分析兩個(gè)傳感器采集的動(dòng)態(tài)響應(yīng)信號(hào)，根據(jù)聲發(fā)射傳感器采集發(fā)現(xiàn)的異常信號(hào)進(jìn)行了故障發(fā)生源的初步定位。之后結(jié)合活塞連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化建立的幾何模型，對(duì)故障信號(hào)的發(fā)生時(shí)機(jī)進(jìn)行了角度估算，

3、確定了異常信號(hào)對(duì)應(yīng)的根本故障源。通過拆機(jī)檢查與故障檢修，對(duì)比分析了消除故障前后的聲發(fā)射信號(hào)特性。診斷結(jié)果表明：該型號(hào)單缸柴油機(jī)的活塞組件的部件之間存在輕微的運(yùn)動(dòng)干涉，在柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，活塞內(nèi)部與連桿小頭發(fā)生了異常摩擦事件，導(dǎo)致在固定曲軸轉(zhuǎn)角上出現(xiàn)聲發(fā)射信號(hào)的異常峰值響應(yīng)。⑵對(duì)某型單缸柴油機(jī)機(jī)油壓力異常現(xiàn)象的診斷：在柴油機(jī)不同部位布置聲發(fā)射傳感器，對(duì)比分析不同部位異常聲發(fā)射峰值響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了柴油機(jī)機(jī)油壓力異常事件的故障定位與識(shí)別。首先確定

4、了布置在機(jī)油泵和機(jī)油濾清器之間的傳感器的異常聲發(fā)射峰值響應(yīng)最大，隨后對(duì)該聲發(fā)射傳感器周圍可能產(chǎn)生異常信號(hào)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和檢查，最終確認(rèn)聲發(fā)射信號(hào)中的故障特征來源于機(jī)油壓力過高所引起的限壓閥閥芯落座事件。診斷結(jié)果表明：該型號(hào)單缸柴油機(jī)出廠時(shí)設(shè)置的機(jī)油壓力偏高。在柴油機(jī)正常工作中，為了保持潤(rùn)滑系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定，限壓閥脈動(dòng)式開閉。當(dāng)機(jī)油壓力設(shè)置過高時(shí)，限壓閥回位力隨之增大，閥芯落座時(shí)，會(huì)對(duì)閥體產(chǎn)生較強(qiáng)的沖擊和振動(dòng)，從而產(chǎn)生尖銳的異常聲發(fā)射信號(hào)。