[發明專利]一種柴油機故障診斷方法和裝置

有效

• 申請號: 201210429651.3
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102889994A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 韓峰;李云強;黃國龍;文志永;田新偉
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: G01M15/05
• 分類號: G01M15/05
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及故障診斷領域，特別是涉及一種柴油機故障診斷方法和裝置。

背景技術

隨著國內、國際柴油機排放法規的不斷提高，電控柴油機已成為當前以及后期發展的主要機型，采用曲柄連桿機構的柴油機，結構復雜、氣缸的做功過程不連續，其慣性力和氣缸氣體力都具有強烈的沖擊和寬頻帶激振作用；此外，柴油機包括很多系統和部件，它們都存在各式各樣的作用力，由此而產生的柴油機振動是多振源、寬頻帶和形態復雜的。

常規的故障診斷方法通常采用傳感器采集柴油機的各項溫度和氣壓參數，并基于采集到的這些參數進行故障診斷。但是，由于柴油機振動存在上述特點，所采集到的各項溫度和氣壓參數有些可能并不精確，進而其含帶的可有效提取的故障參數并不多，因此，帶來的后果是，采用常規的故障診斷方法可能不能及時的發現故障，通常只能在故障即將發生的極限階段才能發現故障。并且，往往對于故障類型的診斷準確性也不高。上述的這些誤判情況最終很可能造成不必要的人員傷亡以及財產損失。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種柴油機故障診斷方法和裝置，通過對角度域分析，解決了故障判斷不及時的問題，進一步也解決了對故障類型的診斷準確性不高的問題。

本發明實施例公開了如下技術方案：

一種柴油機故障診斷方法，當柴油機在各種故障模式下運轉時，電子控制單元ECU預先監測柴油機的運行狀態并采集運行狀態下柴油機曲軸齒盤的轉速脈沖信號；通過轉速脈沖信號，得到角位移信號；對角位移信號進行階次分析，得到與各種故障模式對應的所監測的運行狀態下的扭振頻域幅值信號的頻域特征量，將監測的運行狀態以及運行狀態下的頻域特征量與各種故障模式之間的對應關系進行保存，所述方法包括：

ECU監測柴油機的運行狀態；

ECU采集所述運行狀態下柴油機曲軸齒盤的轉速脈沖信號；

ECU通過轉速脈沖信號，得到角位移信號；

ECU對角位移信號進行階次分析，得到所監測的運行狀態下的曲軸扭振頻域幅值信號的頻域特征量；

ECU將所述監測的運行狀態以及運行狀態下的頻域特征量與預先保存的對應關系進行匹配，獲得柴油機的當前工作狀態。

優選的，當獲得的柴油機的當前工作狀態為任意一種故障模式時，所述方法還包括：

ECU采集柴油機的水溫、機油壓力、機油溫度、進氣壓力和進氣溫度的參數；

ECU將采集的參數結合所述柴油機的故障模式，確定所述故障模式的子類型。

優選的，所述通過轉速脈沖信號，得到角位移信號包括：

計算齒盤每轉過齒盤上相鄰兩齒間夾角角度位移間的轉速脈沖信號，得到角位移信號。

優選的，所述運行狀態包括柴油機運行時的負荷特性、速度特性和升/降速度。

一種柴油機故障診斷系統，包括：

自學習單元，用于當柴油機在各種故障模式下運轉時，電子控制單元ECU預先監測柴油機的運行狀態并采集運行狀態下柴油機曲軸齒盤的轉速脈沖信號；通過轉速脈沖信號，得到角位移信號；對角位移信號進行階次分析，得到與各種故障模式對應的所監測的運行狀態下的扭振頻域幅值信號的頻域特征量，將監測的運行狀態以及運行狀態下的頻域特征量與各種故障模式之間的對應關系進行保存；

監測單元，用于監測柴油機的運行狀態；

第一采集單元，用于采集所述運行狀態下柴油機曲軸齒盤的轉速脈沖信號；

轉換單元，用于通過轉速脈沖信號，得到角位移信號；

分析單元，用于對角位移信號進行階次分析，得到所監測的運行狀態下的曲軸扭振頻域幅值圖的頻域特征量；

匹配單元，用于將所述監測的運行狀態以及運行狀態下的頻域特征量與預先保存的對應關系進行匹配，獲得柴油機的當前工作狀態。

優選的，當所述匹配單元獲得的柴油機的當前工作狀態為任意一種故障模式時，還包括：

第二采集單元，用于采集柴油機的水溫、機油壓力、機油溫度、進氣壓力和進氣溫度的參數；

評價單元，用于將所述第二采集單元采集的參數結合所述柴油機的故障模式，確定所述故障的子類型。

優選的，所述監測單元包括：

第一監測子單元，用于監測柴油機運行時的負荷特性；

第二監測子單元，用于監測柴油機運行時的速度特性；

第三監測子單元，用于監測柴油機運行時的升/降速度。