[發(fā)明專利]一種往復式發(fā)動機燃燒狀態(tài)評價方法、裝置及計算機設備

有效

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• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115341994B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設計）人: 陳向堅;王小彥
• 申請（專利權）人: 武漢優(yōu)泰電子技術有限公司
• 主分類號: F02B77/08
• 分類號: F02B77/08;G06F17/12;G06T11/20
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊國瑞

本發(fā)明公開了一種往復式發(fā)動機燃燒狀態(tài)評價方法、裝置及計算機設備，涉及發(fā)動機故障診斷技術領域。所述方法是在獲取由加速度傳感器在往復式發(fā)動機的運行期間所采集的且在指定方向上的加速度時域信號后，先通過一系列的信號處理，得到在諾謨坐標系下的諾謨標繪圖譜，然后根據所述諾謨標繪圖譜，剝離出在所述諾謨坐標系中的且用于等效絕對剛體沖擊加速度線的沖擊加速度線，最后根據所述沖擊加速度線和與所述往復式發(fā)動機、所述運行期間及所述指定方向對應的燃燒狀態(tài)分級標準，確定所述往復式發(fā)動機在所述指定方向上的燃燒狀態(tài)分級結果，如此可在任意工況下評價往復式發(fā)動機的燃燒狀態(tài)，有效拓展適用場景，并可以有效提升評價結果的準確性。

技術領域

本發(fā)明屬于發(fā)動機故障診斷技術領域，具體涉及一種往復式發(fā)動機燃燒狀態(tài)評價方法、裝置及計算機設備。

背景技術

往復式發(fā)動機也叫活塞發(fā)動機，是一種利用一個或者多個活塞將壓力轉換成旋轉動能的發(fā)動機，也是一種將活塞的動能轉化為其他機械能的機械，其主要是利用燃料燃燒產生高壓氣體膨脹，進而推動活塞做功，實現將熱能轉化為機械動能的目的。

作為往復式發(fā)動機的其中一種，柴油機是一種熱效率高的經濟型發(fā)動機，在各行各業(yè)得到廣泛應用，在視情維修情況下，柴油機狀態(tài)監(jiān)測及性能監(jiān)測手段被廣泛使用，采用的監(jiān)測手段主要有振動監(jiān)測手段、油液(基于鐵譜或光譜等)監(jiān)測手段和紅外監(jiān)測手段等，其中的振動監(jiān)測手段是最為方便和高效的診斷方法。

柴油機的燃燒室相關故障(如：燃燒狀態(tài)不合格、磨損嚴重、拉缸、漏氣、定時以及噴油過大或過小等故障)占比超過柴油機所有故障50％以上。若利用振動監(jiān)測手段對柴油機進行故障診斷，由于柴油機振動特點，到處都是機械沖擊和燃燒爆炸振動，因此將導致測試的振動信號非常復雜。

目前的振動監(jiān)測方向主要為：通過機體表面振動信號來識別柴油機氣缸內的壓力示功圖；用瞬時轉速推算缸內壓力變化；利用時頻分析、小波分析或載荷識別等新的信號分析與處理方法來處理柴油機表面振動信號。但是這些振動監(jiān)測技術，幾十年來幾乎沒有什么實用性進展，導致仍普偏采用ISO10816.6(GBT7184)標準來對柴油機進行基于振動監(jiān)測手段的振動評價，而這個標準只能在額定工況下評價柴油機的振動是否合格，并不能診斷出柴油機是因何種故障引起燃燒狀態(tài)不合格；以及對于船舶主柴油機，當船舶停靠在碼頭時，是無法進行在額定工況下來評價柴油機的燃燒狀態(tài)是否合格的，一旦船舶離開碼頭遠航才發(fā)現柴油機有問題是非常麻煩的事情；同時在碼頭只能使柴油機低速空車運行，而在空車工況下用GBT7184(ISO10816.6)標準對柴油機進行燃燒狀態(tài)評價永遠是正常合格的。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種往復式發(fā)動機燃燒狀態(tài)評價方法、裝置、計算機設備及計算機可讀存儲介質，用以解決現有振動監(jiān)測技術所存在因只能在額定工況下評價往復式發(fā)動機燃燒狀態(tài)而導致適用場景受限及評價結果可能不準確的問題。

為了實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

第一方面，提供了一種往復式發(fā)動機燃燒狀態(tài)評價方法，包括：

獲取由加速度傳感器在往復式發(fā)動機的運行期間所采集的且在指定方向上的加速度時域信號a(t)，其中，所述加速度傳感器安裝在所述往復式發(fā)動機的氣缸蓋上，所述指定方向為所述往復式發(fā)動機的垂直軸方向、橫向或軸向，t表示時間變量；

根據所述加速度時域信號a(t)，通過傅立葉變換得到加速度頻譜A(f_n)，其中，f_n表示在頻譜中的第n根譜線頻率，n表示非零自然數；

根據所述加速度頻譜A(f_n)，按照如下公式計算得到速度頻譜V(f_n)和位移頻譜D(f_n)：

式中，π表示180度；