[發明專利]基于發動機缸體內部振動信號時頻分析的異響診斷方法

在審

• 申請號: 202111443119.2
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114235137A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 汪西力;趙之升;肖九長;劉聰;黃鋒;王毅;曾小春
• 申請（專利權）人: 江鈴汽車股份有限公司
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01M15/02;G01M15/12
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙) 36123
• 代理人: 唐棉棉

本發明提供了一種基于發動機缸體內部振動信號時頻分析的異響診斷方法，包括以下步驟：S1.異響問題定義和分析；S2.異響源的子系統定位；S3.異響診斷工況設計；S4.傳感器布點設計；S5.傳感器安裝及時序信號采集；S6.振動信號時頻分析及角度域分析；S7.異響源分析確定。本發明方法通過對發動機缸體內部振動傳感器的合理布點和異響復現工況設計，同時糅合缸內振動測試和時序信號采集方法，結合振動異響信號時頻分析和角度域分析，能夠精準的判斷發動機缸體內異響源的大致位置，為后續的零件拆解和檢測工作提供幫助。

技術領域

本發明涉及發動機缸內振動異響診斷技術領域，具體涉及一種基于發動機缸體內部振動信號時頻分析的異響診斷方法。

背景技術

當前行業上針對發動機異響診斷的常規方法無法精準的確定異響源頭和位置，且常規測試分析手段單一，沒有一套完整的測試分析方法。發動機內部異響經過發動機結構傳遞路徑不同程度衰減，導致發動機機體表面振動輻射噪聲能量發生不同程度改變，缸體表面振動能量不能很好地表征測點附近缸體內部的振動能量，因此傳統的缸體外布點測試法不能通過能量對比法準確定位異常點。同時，由于振動傳遞存在一定的時間延遲，當結合曲軸正時相位信息進行問題分析時，會發生異響發生時刻無法與準確的相位點對應的問題，會引起數據的錯誤分析或無法找到某種規律。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出一種基于發動機缸體內部振動信號時頻分析的異響診斷方法，通過合理的布點設計和工況設計，結合振動異響信號時頻分析和角度域分析，可有效避免和解決現有診斷技術中存在的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

基于發動機缸體內部振動信號時頻分析的異響診斷方法，包括以下步驟：

S1.異響問題定義和分析

根據異響噪聲判斷異響問題所屬類型，并確定要采用的測試分析方法；

S2.異響源的子系統定位

結合異響表現形式、異響輻射位置和異響發生工況信息，初步定位該異響發生的子系統；

S3.異響診斷工況設計

進行異響復現工況設計，并根據S2中確定的子系統類型，增加設計不同的試驗工況；

S4.傳感器布點設計

根據發動機系統及結構形式，采取相應的布點設計方案；

S5.傳感器安裝及時序信號采集

根據S4中選擇的傳感器布點設計方案進行傳感器安裝，并同步采集振動時域數據和時序信號；

S6.振動信號時頻分析及角度域分析

對S5中采集的振動時域數據進行時頻轉換、時頻分析和角度域分析，獲取異響信號特征和時域、頻率成分，確定異響信號的頻次和階次；

S7.異響源分析確定

根據S6中對振動時域數據的分析結果，結合發動機子系統上不同測點位置的異響振動能量幅值和相位信息，得出異響源能量傳遞的路徑和衰減趨勢，從而對異響源發生的零件和位置進行大致定位，以指導后續零件拆解和檢測工作。

在上述技術方案中，S1中所述根據異響噪聲判斷異響問題所屬類型，異響問題類型包括節奏感異響、不規律異響、單頻率異響、寬頻率異響、與負載相關異響、與機械相關異響。

S3中所述增加設計不同的試驗工況，包括不同負荷工況對比、加載與倒拖工況對比、不同轉速工況對比、穩態和瞬態沖擊工況對比和單缸斷火診斷。

S4中所述根據發動機系統及結構形式，采取相應的布點設計方案，對于結構形式對稱或近似對稱的機構，采用均布布點方案進行布點，對于結構形式不對稱的機構，根據其主要振動傳遞路徑進行布點。

S5中所述同步采集振動時域數據和時序信號用于當發動機內部異響為運動件時，需結合發動機曲軸轉角時序信號進行異響問題分析。