基于聲發(fā)射的柴油機早期故障診斷研究.pdf

1、柴油機具有高效可靠等眾多優(yōu)點，廣泛應用于工程機械、重載汽車、大型發(fā)電機組和軍艦船舶等領域，與國民生產生活及國防軍工密切相關。但柴油機在正式報廢“退役”前，難免出現(xiàn)各類故障，影響設備的正常運行。多數(shù)故障出現(xiàn)之前，都會有一些微弱的征兆。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)省維修費用和避免停工損失，還可以避免重大安全事故。柴油機缸體表面的聲發(fā)射信號包含了豐富的機械運行狀態(tài)信息，可用以表征柴油機的健康狀態(tài)、早期缺陷與故

2、障隱患。本文通過采集柴油機缸體表面的聲發(fā)射信號，利用先進的聲發(fā)射信號處理技術對柴油機的早期缺陷與故障隱患進行了識別與分析。
　　本研究主要內容包括：⑴對某型單缸柴油機活塞缸套組件異常摩擦磨損的診斷：在柴油機機體上安裝聲發(fā)射傳感器和振動傳感器，通過小波分析算法對比分析兩個傳感器采集的動態(tài)響應信號，根據(jù)聲發(fā)射傳感器采集發(fā)現(xiàn)的異常信號進行了故障發(fā)生源的初步定位。之后結合活塞連桿機構簡化建立的幾何模型，對故障信號的發(fā)生時機進行了角度估算，

3、確定了異常信號對應的根本故障源。通過拆機檢查與故障檢修，對比分析了消除故障前后的聲發(fā)射信號特性。診斷結果表明：該型號單缸柴油機的活塞組件的部件之間存在輕微的運動干涉，在柴油機正常運轉中，活塞內部與連桿小頭發(fā)生了異常摩擦事件，導致在固定曲軸轉角上出現(xiàn)聲發(fā)射信號的異常峰值響應。⑵對某型單缸柴油機機油壓力異常現(xiàn)象的診斷：在柴油機不同部位布置聲發(fā)射傳感器，對比分析不同部位異常聲發(fā)射峰值響應，實現(xiàn)了柴油機機油壓力異常事件的故障定位與識別。首先確定

4、了布置在機油泵和機油濾清器之間的傳感器的異常聲發(fā)射峰值響應最大，隨后對該聲發(fā)射傳感器周圍可能產生異常信號的結構進行分析和檢查，最終確認聲發(fā)射信號中的故障特征來源于機油壓力過高所引起的限壓閥閥芯落座事件。診斷結果表明：該型號單缸柴油機出廠時設置的機油壓力偏高。在柴油機正常工作中，為了保持潤滑系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定，限壓閥脈動式開閉。當機油壓力設置過高時，限壓閥回位力隨之增大，閥芯落座時，會對閥體產生較強的沖擊和振動，從而產生尖銳的異常聲發(fā)射信號。