柴油机热功转换过程故障诊断方法研究.pdf

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1、第46卷第2期小型内燃机与车辆技术2017年4月SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDVEHICLETECHNIQUEV01．46No．2Apr．2017柴油机热功转换过程故障诊断方法研究术范焕羽1杨昆1(1一海军工程大学动力工程学院湖北欧阳光耀1刘琦2武汉4300332一西北机电工程研究所)摘要：针对柴油机故障诊断问题中，某型号柴油机故障样本过少的问题，提出了基于提取仿真故障征兆的诊断方法。使用AVLBOOST软件对柴油机工作过程进行故障仿真，提取故障热力参数敏感度，根据仿真结果，以该型号柴油机的故障样本参数建立故

2、障征兆集合，根据征兆集合设计柴油机故障诊断系统。通过故障试验验证模型的可靠性和此诊断方法的可行性。试验结果表明，该方法可行。关键词：热功转换故障征兆热力参数敏感度故障诊断系统中图分类号：TK421+．1文献标识码：A文章编号：2095—8234(2017)02—0007—07ResearchonFaultDiagnosisMethodofDieselEngineThermalPowerConversionProcessFanHuanyuI,YangKunl，OuyangGuangya01，LiuQi21-SchoolofPowerEngine

3、ering，NavalEngineeringUniversity(Wuhan，Hubei，430000，China)2-NorthwestInstituteofMechanical&ElectricalEngineeringAbstract：Aimingattheproblemthatthefaultofdieselengineistoofewintheproblemofdieselenginefaultdiagnosis，adiagnosismethodbased0nextractionfaultisproposed．UsingAVLBOO

4、STtosimulatetheworkingprocessofdieselengine，thefaultthermalparametersensitivityisextracted．Accordingtothesimulationresults，thefailuresymptomsetofthemodeldieselengineisestablished．Designofdieselenginefaultdiagnosissystemiscarriedoutbasedonsymptomset．Thefaultexperimenttoverif

5、ythereliabilityofthemodelandthefeasibilityofthisdiagnosticmethodisdesigned．TheexperimentalresultsshowthatthemethodiSfeasible．Keywords：Thermalconversion；Faultsign；Thermalparametersensitivity；Faultdiagnosissystem引言柴油机运行过程中包含的环节较多，热功转换过程是最关键也是最复杂的一个环节，整个过程时间短且不连续，诊断难度较大。热功转换故障

6、的原因主要有气缸充量减少、燃烧过程组织失常、机械损失增加等。目前普遍使用的故障诊断方法是热力参数法。热力参数包括示功图、转速、油耗、排气温度等，这些热力参数的数值不同程度地反映了热功转换过程运行的状态【l】。就柴油机的故障诊断而言，什么样的热力参数反映什么样的故障，例如检测到“排气温度过高”这个症状，诊断故障来源需要故障样本。而对于某型号的柴油机，故障样本的获取难度较大。本文针对此问题，对热功转换过程建立数学模型，并进行仿真计算，提取热力参数，设置故障实测热力参数，通过对比实测与仿真数据，对柴油机热功转换故障进行诊断，得到了一种较好的故障诊断

7、方法。1柴油机工作过程数学模型[Zl1．1缸内工作过程数学模型燃烧室通常是指气缸盖、气缸套内壁与活塞顶所构成的空间。新鲜充量经进气管流入气缸，废气从t基金项目：国家自然科学基金青年项目(51409254)。作者简介：范焕羽(1992一)，男，硕士，主要研究方向为舰船动力系统的建模、仿真与优化。通讯作者：杨昆(1982一)，男，博士，副教授，主要研究方向为舰船动力系统的建模、仿真与优化。8小型内燃机与车辆技术第46卷气缸流入排气管，气缸与外界进行质量交换。在压缩、膨胀行程与外界进行功量交换，同时与外界进行热量交换。1．2缸内工作过程的基本假设根

8、据能量守恒、质量守恒原理，采用零维模型计算每一瞬间缸内热力参数，在导出缸内过程的基本微分方程时，做出如下简化假定：1)工质处于状态均匀，同一瞬时缸内各点的压力、温度