基于階比跟蹤和HHT的柴油機氣閥故障診斷技術研究.pdf

1、柴油機效率高、比功率大，廣泛應用于國民生產中，更是現(xiàn)代船舶動力裝置的核心。智能化是船舶柴油機的發(fā)展方向，運行狀態(tài)監(jiān)測診斷是柴油機智能化的三大核心技術之一。柴油機排氣閥的工作條件極其惡劣，不僅承受著高溫高壓燃氣的沖刷、燃燒產物的高溫腐蝕，而且周期性的與閥座撞擊，相當于承受著高溫鍛造作用，極易發(fā)生漏氣故障。氣閥漏氣后柴油機排氣溫度升高，輸出功率下降，而且存在著很大的安全隱患，嚴重影響柴油機的整體性能。
　　振動法已經在氣閥漏氣故障診斷

2、方面得到了應用，但以往振動信號特征值的判據主要通過幾個穩(wěn)定工況下故障模擬試驗獲得，而柴油機作為動力源，尤其是作為船舶主機，運行工況經常發(fā)生改變，會出現(xiàn)氣閥狀態(tài)相同但由于運行工況變化而振動特征值不同的情況，從而降低氣閥漏氣振動診斷的精度。因此，開展變工況條件下船用柴油機氣閥漏氣的故障診斷技術研究，可拓寬氣閥漏氣振動監(jiān)測診斷技術的應用場合，提高振動監(jiān)測診斷的實用性，具有重要的工程應用參考價值。
　　本文根據變工況條件下船用柴油機振動信

3、號的非平穩(wěn)特征，研究等角度采樣和非線性信號處理方法，優(yōu)化振動法在氣閥漏氣故障診斷中特征參數提取方法。主要研究內容體現(xiàn)在：通過變工況下故障模擬試驗，對準周期和燃燒段的缸蓋振動信號進行傳統(tǒng)的時域和頻域分析處理，提取特征參數，分析傳統(tǒng)信號分析處理特點；在此基礎上，使用計算階比跟蹤技術對缸蓋振動信號進行等角度間隔的信號轉換處理，即信號重采樣，以減小轉速變化對后續(xù)分析的影響。根據缸蓋振動信號非平穩(wěn)非線性的特點，研究重采樣振動信號經驗模態(tài)分解方法（

4、EMD），對各個固有模態(tài)函數進行希爾伯特（Hilbert）變換，獲得缸蓋振動信號的三維分布，即幅值在時間和頻率組成的二維平面上的分布；選擇角階熵作為故障診斷的特征參數，對比氣閥正常態(tài)與故障態(tài)特征參數在柴油機推進特性各工況下的分布規(guī)律，優(yōu)化故障診斷判據，得到在變轉速條件下的氣閥漏氣故障診斷方法，并對計算階比跟蹤算法的有效性以及故障診斷的準確性進行對比分析。
　　在此基礎上搭建柴油機可靠性分析框架，主要介紹柴油機整機可靠性框圖的建立、