基于遗传算法的柴油机瞬时转速特征优化方法

通过在线监控柴油机瞬时转速信号,进一步研究与柴油机燃烧有关的故障诊断,已成为柴油机故障诊断技术中最有应用价值的技术之一。但是,柴油机结构复杂导致瞬时转速的波动变化复杂,信息辨识困难,尤其是在柴油机早期故障的瞬时转速特征信息提取难度较大。针对瞬时转速在柴油机早期故障中信号微弱,故障特征提取困难,而传统的故障特征优化方法在处理柴油机瞬时转速数据时,存在准确率不高、效率底下等问题,引用遗传算法对柴油机瞬时转速信号6个较能反映故障的无量纲化特征参数作为原始特征进行提取优化,得到最佳特征参数,用以故障诊断,通过故障模拟实验验证了遗传算法在优化柴油机瞬时转速故障特征上的有效性,对于超过15%幅度的功率不平衡性故障,使用瞬时转速信号可以进行准确诊断。

基于瞬时转速波动率的内燃机故障诊断方法研究

内燃机的瞬时转速包含着各个缸燃烧状态的重要信息,可以用于分析各个缸做功状态,诊断缸体点火相关故障,如燃料泄漏、气门泄漏和点火异常等故障。通过模型建立从理论上分析瞬时转速与气体压力扭矩、往复惯性力扭矩和阻力矩之间的关系,提出4个特征参数表征瞬时转速波动率波形及谐波特征,并通过仿真数据和实测故障数据证明瞬时转速波动率对于分析诊断内燃机点火故障的有效性,实现内燃机点火状态的早期预警。

多谐次相位法在柴油机故障诊断上的应用

为了探究多缸机瞬时转速多谐次相位实用诊断方法,以内燃机扭振理论为基础,建立了瞬时转速的谐次诊断模型,从理论上分析了故障态下瞬时转速谐次幅值和相位的变化规律,并结合4120SG型柴油机单缸与多缸故障试验研究,提出了基于瞬时转速多谐次相位分析法的柴油机定位诊断技术,并提取了以谐次幅值和谐次相位为主的缸内做功故障诊断指标,确定了单缸与双缸故障态下瞬时转速的谐次诊断规则,并应用于实船12缸柴油机的故障诊断,取得了很好的效果。

基于瞬时转速的增压柴油机指示转矩估计

为了提高动态工况平均指示转矩的估计精度,首先结合理论与试验分析得到了发动机平均指示转矩与1谐次缸压幅值和相角的计算式;进而通过试验标定了发火谐次转速幅值与1谐次缸压幅值的线性关系,同时根据1谐次缸压幅值、1谐次纯燃烧缸压相角和进气压力计算1谐次缸压相角;最终利用DSP数据处理系统实现了发火谐次转速幅值的在线实时计算.利用试验验证了该方法不需要重构缸压,满足在线指示转矩估计算法实时性要求,在恒转速增减转矩过程中获得了相对平均误差为3.07%,的转矩估计结果.

根据瞬时转速与冲击信号诊断柴油机故障的方法

建立多缸柴油机传动机构三维实体模型,理论上模拟柴油机正常以及异常发火情况下的瞬时转速波形图,分析其故障特征。以WP10.340E32型柴油机为研究对象,搭建柴油机故障模拟实验台以及柴油机运行在线监测系统,模拟、捕捉柴油机单缸不点火故障。从得到瞬时转速、特定相位缸体振动信号入手,对比正常情况下信号特征,分析失火故障与特征信号的内在联系。通过仿真和实测数据证明瞬时转速结合振动冲击相位信号可有效识别柴油机失火故障并且能准确定位故障缸所在位置,从而实现诊断过程的简化。

瞬时转速的提取方法

本文通过台架试验,实测气缸内压力,并利用实测压力数据及建立柴油机瞬态转速动力学模型,进行瞬时转速仿真计算;同时实测瞬时转速信号,进行数据处理及其瞬时转速与柴油机工作状态的相关分析。

基于带通滤波的电控柴油机各缸不均匀性检测

以YN30电控柴油机为研究对象,提出一种基于带通滤波的各缸不均匀性的检测手段。首先通过曲轴信号传感器获取发动机瞬时转速信号。然后经过低通滤波、重采样等处理后,以带通滤波的形式获取各缸不均匀性曲线。最后再以PI算法量化不均匀性,得到各缸具体所需修正的油量。

利用瞬时转速对柴油机起动过程的分析

建立柴油机起动过程试验系统,并利用瞬时转速分析不同拖动时间、不同拖动转矩和不同供油量等条件对柴油机起动过程的影响。试验结果表明利用瞬时转速能够判断柴油机着火首循环以及辅助分析燃烧组织的优劣。适当增加拖动时间、提高拖动转矩有利于改善柴油机起动性能。增加起动过程中的供油量,有助于发动机快速进入怠速稳定转速。

船舶发电柴油机在线监测与故障诊断系统

介绍了一种基于瞬时转速监测原理的船舶发电柴油机在线监测与故障诊断系统的机构原理、特点和功能。系统利用瞬时转速信号和现有巡回监测与报警系统采集的热工参数 ,实现对发电柴油机的运行状态进行综合诊断和趋势分析 ;不仅可以提高船舶发电柴油机的监测和诊断技术水平 ,为设备的安全运行和管理提供了技术手段 。

柴油机瞬时转速测试系统的开发

为了能够快速测量柴油机瞬时转速,利用LabVIEW虚拟仪器设计语言,设计了一套柴油机瞬时速度测试系统。该系统硬件部分主要采用传感器、调理电路、数据采集卡和通用计算机;在后面板计算柴油机瞬时转速的同时,前面板时刻记录转速曲线,并将大部分需要传统硬件检测电路的功能完全由软件来实现,并对TY295D柴油机瞬时转速进行实际测量。实验结果表明,该方法具有建立系统快、简单、准确和界面友好等特点,有一定的实际应用价值。

基于瞬时转速分析的柴油机气缸压缩性能检测方法

提出了一种利用柴油机倒拖过程瞬时转速分析来检测气缸压缩性能的方法。通过试验同步测量了车辆倒拖过程的曲轴瞬时转速和气缸压缩压力信号,利用径向基神经网络(RBF)模型,建立了瞬时转速与气缸压缩压力的非线性映射关系,实现了由瞬时转速波动特征来间接检测气缸压缩压力,并由此判断气缸的压缩性能。

船舶柴油机瞬时转速仿真计算模型的研究

瞬时转速波形分析法是以柴油机正常态瞬时转速波动规律为判据的分析方法,因此,瞬时转速波动规律的仿真计算非常重要。在分析柴油机瞬时转速仿真计算简化模型的原理和特点基础上,针对船舶柴油机指出了其不足之处,提出了一种基于柔性体的船舶柴油机瞬时转速仿真计算模型,并以某型船舶柴油机为例,通过试验验证了基于柔性体模型仿真计算结果的准确性。

小波分析在柴油机气缸动力性能检测与故障诊断中的应用

提出了一种基于小波变换的飞轮瞬时转速检测柴油机气缸动力性能的新方法。对电涡流位移传感器拾取的飞轮轮齿通过信号直接进行时域采样，结合小波变换通过软件处理，获得精度很高的发动机工作瞬时转速波动信号，从而有效地检测柴油机气缸动力性能。

基于瞬时转速的CNG-柴油双燃料单缸机判缸策略

针对主要应用于农用机械的非电控单缸柴油机,在不改动原有机械部分,仅增加CNG电控供气系统基础上对发动机进行了改装。对单缸柴油机瞬时转速进行理论分析及实验测量后,总结单缸机瞬时转速波动的规律,提出一种基于瞬时转速的判缸策略。设计CNG-柴油双燃料单缸机试验方案,在微控制器上实现该判缸策略及喷气驱动后进行发动机台架试验。试验结果表明:在稳定及变工况下,基于该策略的判缸准确;该套试验方案能够稳定控制发动机运行。

船舶柴油机动力平衡性监测系统开发

介绍了基于现场可编程门阵列(FPGA)技术的船舶柴油机动力平衡性在线监测诊断系统的研究与应用。该系统以实验室虚拟仪器工程平台(LabVIEW)为软件开发平台,以NI FPGA数据采集卡为核心硬件,通过对船舶柴油机瞬时转速信号进行合适的信号处理,可实现多台船舶柴油机动力平衡性在线监测与诊断、数据管理及报表输出等功能。实船测试表明,该系统的实时性和测量精度能满足工程环境条件的要求。

基于瞬时转速和机器学习的船用柴油机健康状态评估

在一台Z6170型船用中速柴油机上进行了发动机故障模拟试验。首先,将不同工况下监测的瞬时转速信号的多维特征参数进行极差(MIN-MAX)标准化处理,并利用t分布领域嵌入(t-SNE)算法对特征参数进行降维处理。然后,采用随机森林(RF)算法建立了发动机气缸故障诊断模型。结果显示,监测蕴含柴油机运行状态丰富信息的瞬时转速信号,采用t-SNE和RF算法建立的柴油机运行状况评估及气缸故障诊断模型可以有效评估发动机健康状态,以保证其安全可靠运行。

基于ITD和邻域差分能量算子解调的内燃机瞬时转速计算

针对内燃机瞬时转速计算精度低、对采样频率鲁棒性差的问题,提出了基于固有时间尺度分解(Intrinsic Time-scale Decomposition,ITD)和邻域差分能量算子解调(Energy Operator Demodulation,EOD)的瞬时转速计算方法。利用自适应波形匹配算法对原采样信号进行端点延拓,然后基于ITD算法从信号中提取包含瞬时转频的单分量信号,再对单分量信号进行邻域对称差分,并将差分结果输入传递函数计算能量算子,进而求出内燃机的瞬时转频和瞬时转速。仿真和实测信号研究证明了本方法计算速度快、精度高且频率鲁棒性好。

应用双脉中激光全息术对柴油机喷雾运动的研究

本文介绍利用双脉冲激光全息术研究柴油机喷雾油束的宏观运动瞬时速度和喷雾粒子的微观运动速度.得到了节流轴针式油嘴喷雾油束在喷射开始1ms内宏观运动速度分布规律的新认识,并给出了喷雾粒子微观运动轨迹照片,讨论了喷雾粒子场的微观速度分布规律.

二冲程柴油机瞬时转速法诊断机理研究

为了探究瞬时转速法的诊断机理,以5S50ME型二冲程柴油机为研究对象,测得柴油机在正常状态和故障状态时不同工况下的瞬时转速信号,得到不同工况下瞬时转速的变化规律,在此基础上,通过分析各工况下的瞬时转速波形图和频谱图,提出谐波幅值比和波动率峰值两种能有效反应柴油机故障状态的特征参数。以5缸机为研究对象,若1次谐波分量和5次谐波分量的谐波幅值比大于某一阈值,则说明柴油机存在单缸故障,并且故障缸为波动率峰值最小的缸。

柴油机瞬时转速测量误差分析研究

通过分析柴油机飞轮瞬时转速的测量误差,指出角度误差是飞轮瞬时转速的主要误差来源,从而提出了减少误差的方法,提高了瞬时转速的测量精度。