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船用柴油机气阀漏气声发射故障诊断技术研究
| 论文题名： | 船用柴油机气阀漏气声发射故障诊断技术研究 |
| 关键词： | 船用柴油机;气阀漏气;故障诊断;声发射 |
| 摘要： | 柴油机是船舶动力装置的核心组成部分，其工作状态的好坏直接影响到船舶运营的安全性及经济性。可靠的进排气系统是柴油机正常工作的基本保证，其中气阀组件是其关重件之一，气阀工作条件极其恶劣，极易发生漏气故障，因此，开展柴油机气阀漏气故障诊断技术研究对提高柴油机的可靠性具有重要意义。 以提高船用柴油机气阀漏气声发射诊断方法通用性为目标，在根据气动声学方程研究了气阀漏气激励与声发射特性关系的基础上，进行了模拟故障静态和动态试验验证，通过三种不同机型，研究了具有通用性的缸盖声发射信号准周期内信号分析段选取方法和气阀漏气故障特征参数提取方法，可为船用柴油机气阀漏气声发射故障诊断技术的工程应用提供技术参考，论文主要研究内容和成果如下： （1）根据LightHill气动声学方程，气阀漏气激励与缸盖声发射信号的能量相关，经4120SG型柴油机台架上气阀漏气模拟故障静态试验研究表明：气阀漏气程度及阀前压力越大，漏气激励的声发射信号能量越大。因此，在缸内压力变化不大的情况下，将声发射信号能量作为气阀漏气故障诊断的特征参数是可行的。 （2）在WP10-240型柴油机试验台架上，进行了气阀漏气模拟故障动态试验，研究了缸盖声发射信号分析段选取方法、气阀漏气激励声发射信号与燃烧激励信号分离方法，提取了气阀漏气频域故障特征参数。研究发现：燃烧上止点附近的区间信号，即燃烧段声发射信号对气阀漏气敏感，但区间范围需结合柴油机的类型和配气相位图进行选取，以避开其他激励的干扰，且气阀漏气激励的声发射信号主要作用频段与燃烧激励的范围不同，结合柴油机负荷，可利用声发射能量诊断气阀漏气严重程度。 （3）针对漏气激励频段能量与柴油机负荷相关的问题，运用HHT（Hilbert-Huang Transform）分析方法，提取了气阀漏气时频域故障特征参数。研究发现，当气阀正常时，信号能量主要分布在燃烧上止点附近，且频段较单一；当气阀漏气时，能量在时域和频域分布较均匀，表征能量分布均匀程度的时频熵可作为气阀漏气故障特征参数，且不受柴油机负荷影响。 （4）选择4120SG型高速柴油机和6DK20型中速柴油机进行试验研究，验证信号分析段选取方法和特征参数提取方法的有效性和通用性；在LabVIEW平台上开发了船用柴油机气阀漏气声发射监测诊断系统。 |
| 作者： | 张舒 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 余永华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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