船用柴油機(jī)氣閥漏氣聲發(fā)射故障診斷技術(shù)研究.pdf

1、柴油機(jī)是船舶動(dòng)力裝置的核心組成部分，其工作狀態(tài)的好壞直接影響到船舶運(yùn)營(yíng)的安全性及經(jīng)濟(jì)性?？煽康倪M(jìn)排氣系統(tǒng)是柴油機(jī)正常工作的基本保證，其中氣閥組件是其關(guān)重件之一，氣閥工作條件極其惡劣，極易發(fā)生漏氣故障，因此，開展柴油機(jī)氣閥漏氣故障診斷技術(shù)研究對(duì)提高柴油機(jī)的可靠性具有重要意義。
　　以提高船用柴油機(jī)氣閥漏氣聲發(fā)射診斷方法通用性為目標(biāo)，在根據(jù)氣動(dòng)聲學(xué)方程研究了氣閥漏氣激勵(lì)與聲發(fā)射特性關(guān)系的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了模擬故障靜態(tài)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)驗(yàn)證，通過三

2、種不同機(jī)型，研究了具有通用性的缸蓋聲發(fā)射信號(hào)準(zhǔn)周期內(nèi)信號(hào)分析段選取方法和氣閥漏氣故障特征參數(shù)提取方法，可為船用柴油機(jī)氣閥漏氣聲發(fā)射故障診斷技術(shù)的工程應(yīng)用提供技術(shù)參考，論文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　　（1）根據(jù)LightHill氣動(dòng)聲學(xué)方程，氣閥漏氣激勵(lì)與缸蓋聲發(fā)射信號(hào)的能量相關(guān)，經(jīng)4120SG型柴油機(jī)臺(tái)架上氣閥漏氣模擬故障靜態(tài)試驗(yàn)研究表明：氣閥漏氣程度及閥前壓力越大，漏氣激勵(lì)的聲發(fā)射信號(hào)能量越大。因此，在缸內(nèi)壓力變化不大的情況下

3、，將聲發(fā)射信號(hào)能量作為氣閥漏氣故障診斷的特征參數(shù)是可行的。
　　（2）在WP10-240型柴油機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架上，進(jìn)行了氣閥漏氣模擬故障動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，研究了缸蓋聲發(fā)射信號(hào)分析段選取方法、氣閥漏氣激勵(lì)聲發(fā)射信號(hào)與燃燒激勵(lì)信號(hào)分離方法，提取了氣閥漏氣頻域故障特征參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)：燃燒上止點(diǎn)附近的區(qū)間信號(hào)，即燃燒段聲發(fā)射信號(hào)對(duì)氣閥漏氣敏感，但區(qū)間范圍需結(jié)合柴油機(jī)的類型和配氣相位圖進(jìn)行選取，以避開其他激勵(lì)的干擾，且氣閥漏氣激勵(lì)的聲發(fā)射信號(hào)主要作用頻段

4、與燃燒激勵(lì)的范圍不同，結(jié)合柴油機(jī)負(fù)荷，可利用聲發(fā)射能量診斷氣閥漏氣嚴(yán)重程度。
　?。?）針對(duì)漏氣激勵(lì)頻段能量與柴油機(jī)負(fù)荷相關(guān)的問題，運(yùn)用HHT（Hilbert-Huang Transform）分析方法，提取了氣閥漏氣時(shí)頻域故障特征參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氣閥正常時(shí)，信號(hào)能量主要分布在燃燒上止點(diǎn)附近，且頻段較單一；當(dāng)氣閥漏氣時(shí)，能量在時(shí)域和頻域分布較均勻，表征能量分布均勻程度的時(shí)頻熵可作為氣閥漏氣故障特征參數(shù)，且不受柴油機(jī)負(fù)荷影響。