基于LabVIEW的汽油发动机振动故障诊断系统设计.pdf

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1、第41卷第4期2012年8月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．41No．4Aug．2012基于LabVIEW的汽油发动机振动故障诊断系统设计+郝亮(辽宁工业大学汽车与交通工程学院辽宁锦州121001)摘要：基于虚拟仪器技术，利用LabVIEW编写了针对汽油机振动信号进行采集分析的程序。针对汽车发动机振动信号的非线性特点，将分形理论应用于发动机的故障诊断。利用G—P算法对采集到的振动信号进行计算、分析，借助Matlab提取振动信号分形维数，并通过分形维数判断发动机的状态

2、，本文总结了在正常状态和6种故障状态下的分形维数的变化范围，最后通过实例验证了利用分形理论可以较为准确地对发动机进行不解体故障诊断的有效性。关键词：汽油机LabVIEW故障诊断分形理论Matlab中图分类号：TP274+．2文献标识码：A文章编号：1671—0630(2012)04—0046—06AFaultDiagnosisSystemDesignforProcessingGasolineEngineVibrationSignalbasedonLabVIEWHaoLiangAutomobile&TrafficEngineeringColle

3、ge．LiaoningUniversityofTechnology(Jinzhou，Liaoning，121001，China)Abstract：Basedonthevirtualinstrumenttechnology，thevibrationsignalcollectionandanalysisprogramiscompiledwithLabVIEW．Byresearchingonthecharacteristicofautomobileengine，thefraetaltheorywasusedtodiagnosethefaultofe

4、ngine．AndthevibrationsignaliscalculatedandanalyzedwithG-PalgorithmandtheMatlabisusedtopickupthefractaldimensionbywhichtheen舀nestatecanbejudged．Thevariationrangeoffractaldimensionissummarizedundernormalandsixmalfunctionconditions．Finally，viacasestud—y，thefractaltheoryiseffec

5、tiveandaccurateatenginemalfunctiondiagnosiswithoutdisassembly．Keywords：Gasolineengine，LabVIEW，Malfunctiondiagnosis，Fractaltheory，Matlab引言随着我国汽车工业的不断发展，汽车保有量迅速增加，发动机属于高速旋转机械，其在高速、高负荷及恶劣条件下运行，易发生故障，随之而来维修工作量过大。在发动机故障诊断中，可用于监测和诊断的信息很多，包括振动、温度、压力等。而对于非线性的振动信号能够迅速直接地反映发动机的运行状态，据

6、统计，70％以上的故障都以振动的形式表现出来¨o。因此，通过对发动机振动信号进行采集实现其状态监测和故障诊断就成为了一种有效可行的方法。本文借助虚拟仪器技术心j，利用LabVIEW软件搭建了振动信号采集系统，同时提出了采用分形理论提取信号特征，这样大大缩短了理论研究与实际应用之间的距离，在去噪方面表现了强大的性能，结合Matlab软件计算分形维数范围，从而可为判断实车故障提供依据。1测试系统的设计1．1测试系统硬件选择本试验主要测量发动机的振动信号。试验台选择+基金项目：辽宁省外专局资助项目(20062100373)。作者简介：郝亮(1977

7、一)，男，硕士研究生，副教授，研究方向为汽车检测技术。第4期郝亮：基于LabVIEW的汽油发动机振动故障诊断系统设计47某类型汽油电喷发动机故障诊断试验台。对于本测试系统来说，所测量的物理量是振动信号。对于振动的测量，低频内用振幅(位移)作指数比较敏感，在高频范围内用加速度作参数比较敏感，振动速度作参数则在相当宽的频段保持不变。由于某型汽油发动机机械旋转部件通常在中、高转速下运行，所以本系统采用的是2个BZl108型压电式加速度传感器。信号调理电路选用电荷放大器，这是因为电荷放大器是一种具有电容负反馈的高增益运算放大器，它的输出电压正比于传感

8、器两端所产生的电荷，是对电荷变化量敏感的放大器∞'4j。本试验选用型号BZ2105电荷电压滤波积分放大器。此放大器采用低通滤波，滤波频率设定为1．5kHz。这样传感