[發明專利]在線柴油機氣閥狀態檢測方法

有效

• 申請號: 201911010123.2
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN110686890B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 蔣大偉;沈建華;丁樂中
• 申請（專利權）人: 中船動力有限公司
• 主分類號: G01M13/003
• 分類號: G01M13/003;G01M15/05
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種在線柴油機氣閥狀態檢測方法，其特征在于，包括：

步驟1、通過傳感器對柴油機的瞬時轉速、缸蓋振動、油耗、排溫、冷卻水溫監測；

步驟2、步驟1采集的信號轉換成標準電信號輸入數據采集卡；

步驟3、由數據采集卡對標準電信號進行采集及模數轉換；

步驟4、通過對柴油機瞬時轉速及缸蓋振動的耦合，將其中振動在時域內轉化到與曲軸轉角對應的角度域內進行階比分析；

步驟5、測取正常情況下柴油機的階比數據矩陣為采樣角度，

a(j)為振動幅值；

步驟6、將油耗x其單位為g/kWh、排溫y其單位為K、冷卻水溫z其單位為K代入公式變成裕度系數

步驟7、測取任意狀態下階比數據矩陣B，與ηA對比，如B＞ηA即判斷柴油機氣閥機構存在異常。

2.如權利要求1所述的在線柴油機氣閥狀態檢測方法，其特征在于，所述步驟4通過以下步驟完成：

1)瞬時轉速異常值剔除

柴油機瞬時轉速測量時，測量的是由信號調理板轉化后的脈沖頻率，剔除明顯異常值后，在尋找其它異常值時，使用差分統計，首先將瞬時轉速后向差分

X(i)＝x(i)-x(i+1) (4-1)

x(i)為第i個瞬時轉速值，X(i)為第i與第i-1齒之間的轉速變化量，因為轉速的變化不可能無限制大的，正常情況下符合正態分布，剔除異常值屬于單正態總體方差置信區間問題，設總體X～N(μ,σ²),其中μ,σ²未知,X₁,X₂,…,X_n是取自總體X的一個樣本，求方差σ²的置信度為α的置信區間，σ²的無偏估計為S²,有

對給定的置信水平1-α,由

于是方差σ²的1-α置信區間為

而標準差σ的1-α置信區間為

當找出異常點后，要將異常點所占用的時間合并給其后一個正常測量值，并將所有由轉速傳感器所測量的脈沖周期值前移一個，即按公式(4-6)運算，設x(i)為異常值，還原后x(i)為

2)基于重采樣的計算階比

將振動信號從時域轉化到角度域內是為了準確定位和獲取故障段內信號，是特征提取的第一步，是從等時間間隔采樣的數據出發進行數字重采樣獲得到帶有角度標識的等角度間隔數據的過程，即計算階比跟蹤,使用的方法為重采樣，其流程為：

(1)利用上至點信號截取出720度內的瞬時轉速數據N和振動信號X(t)；

(2)由瞬時轉速N_i求出每個脈沖間隔T_i，其中i＝1,2,3…269

式中z-----齒輪盤齒數

(3)求出每個齒角度段內的瞬時周期值Γ_i，即每個齒角度段內柴油機轉過單位度數所需時間

(4)確定每個齒的中間曲軸轉角度數R_i；

(5)設定的角度分辨率值Δ，確定插值點序列求出每Δ段內柴油機轉單位度數需時間其中j＝1,2,3…720/Δ，k＝0,1,2,…,n-1，

對橫坐標為R縱坐標為Γ做三次樣條插值，得出新的坐標數組和

(6)根據振動信號X(t)的采樣頻率求出采樣間隔時間

t＝1/f (4-10)

式中f-----振動采樣頻率

(7)計算角度時振動信號量：

k＝T₀/t,m＝T₀％t (4-12)

和a(j)分別為重采樣后橫縱坐標，為采樣角度，a(j)為振動幅值。