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1、碩士學(xué)位論文瞬時(shí)轉(zhuǎn)速方法在船用多缸柴油機(jī)故障診斷中的應(yīng)用研究FAULTDIAGNOSTICSTUDIESOFMARINEMULTI-CYLINDERDIESELBASEDONINSTANTANEOUSSPEEDSIGNAL楊遠(yuǎn)濤哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào):U664.121學(xué)校代碼:10213國(guó)際圖書(shū)分類號(hào):531密級(jí):公開(kāi)碩學(xué)學(xué)位論文瞬時(shí)轉(zhuǎn)速方法在船用多缸柴油機(jī)故障診斷中的應(yīng)用研究碩士研究生:楊遠(yuǎn)濤導(dǎo)師:徐敏強(qiáng)教授申請(qǐng)學(xué)位:工程碩士學(xué)科:航天工程所在單位:航天學(xué)院答辯日期:2015年6月授
2、予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:U664.121U.D.C:513DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringFAULTDIAGNOSTICSTUDIESOFMARINEMULTI-CYLINDERDIESELBASEDONINSTANTANEOUSSPEEDSIGNALCandidate:YangYuantaoSupervisor:Prof.XuMinqiangAcademicDegreeAppliedfor:AerospaceEngi
3、neeringSpeciality:GeneralMechanicsandFundamentalMechanicsAffiliation:SchoolofAstronauticsDateofDefence:June,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要基于瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)的柴油機(jī)故障診斷技術(shù),具有經(jīng)濟(jì)性能好、操作簡(jiǎn)便、適合長(zhǎng)期在線測(cè)量等優(yōu)點(diǎn),能夠監(jiān)測(cè)和診斷出各氣缸實(shí)時(shí)的工作狀態(tài),對(duì)該方法的研究具有重要意義。目前該方法
4、主要應(yīng)用在氣缸數(shù)較少、發(fā)火間隔角較大的柴油機(jī)。對(duì)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(jī),由于氣缸間耦合作用較強(qiáng),一般的特征參數(shù)難以對(duì)故障程度和故障氣缸位置進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷。本文根據(jù)多缸柴油機(jī)工作特點(diǎn),針對(duì)單缸漏油和熄火故障,通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)合分析,對(duì)基于瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波形特征的診斷方法在多缸柴油機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行研究,主要研究工作如下:(1)針對(duì)16缸船用柴油機(jī)的工作原理,對(duì)曲柄連桿運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行分析,分別建立了軸系簡(jiǎn)化模型和當(dāng)量模型,對(duì)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速進(jìn)行仿真計(jì)算,通過(guò)實(shí)測(cè)信號(hào)與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了瞬時(shí)轉(zhuǎn)速仿真
5、模型的準(zhǔn)確性。(2)研究了氣缸故障的程度、位置對(duì)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波形的影響規(guī)律,根據(jù)氣缸工作狀態(tài)和瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的內(nèi)在關(guān)系,明確故障診斷機(jī)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(shí)轉(zhuǎn)速平均波動(dòng)率的故障診斷規(guī)則。同時(shí)討論了柴油機(jī)實(shí)際運(yùn)行中仿真參數(shù)波動(dòng)性對(duì)仿真結(jié)果的影響。(3)通過(guò)故障模擬實(shí)驗(yàn),確立了柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量和處理的流程,針對(duì)實(shí)測(cè)信號(hào)提取幾種常見(jiàn)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(duì)比了各種波形特征參數(shù)對(duì)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
6、。(4)從波形特征參數(shù)中提取出故障特征參數(shù),對(duì)故障程度和故障氣缸位置進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷;統(tǒng)計(jì)各狀態(tài)下故障特征參數(shù)分布規(guī)律,計(jì)算隸屬度函數(shù),建立故障診斷模型;最后通過(guò)測(cè)試庫(kù)樣本驗(yàn)證了診斷模型的準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞:多缸柴油機(jī),瞬時(shí)轉(zhuǎn)速,故障診斷I摘要AbstractItisofgreatsignificancetoresearchontheFaultdiagosisindieselenginebyusinginstantaneousspeedsignal,whichhasagoodeconomicperformanc
7、eandadaptabilityforlong-termonlinemonitoringandfaultdiagnosis.Currently,themethodiswidlyuesdinthedieselwhichhasseldomcylindersandlongIgnitionintervalangle.Asformulti-cylinder,it’stoomanycylindersthatpowerstorkdsuperimposeoneachother,whichhasagreatcoupling
8、effect.It’stoohardtodiagnosethefaultdegreeandthelocationofthefaultcylinderbyusingnormalwaveformfeatureparametersinthedieselenginewhichhasalargeimbalanceamongcylinders.Accordingtotheworkingprincipleofdieselengine,thi