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《柴油机气门间隙异常故障振动诊断的试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、DOI:10.3969/j1issn11001-3881120101171039柴油机气门间隙异常故障振动诊断的试验研究梅卫江,王春林,边金英,赵永满,吴疆(石河子大学机械电气工程学院,新疆石河子832000)摘要:提出利用缸盖表面的振动信号来诊断柴油机气门间隙异常故障的方法。提取出在非正常气门间隙时的故障振动信号,并用时域和频域相结合的分析法对这些振动信号进行分析比较,找出气门间隙异常故障的频率特性及判断依据。试验结果表明用振动检测技术可以实现不拆卸简易诊断柴油机的气门间隙异常故障。关键词:柴油机;振动信号;气门间隙;
2、故障诊断中图分类号:TK428文献标识码:A文章编号:1001-3881(2010)17-130-3ExperimentalStudyonFaultDiagnosisofAbnormalStateofDieselEngineValvesClearanceUsingVibrationSignalMEIWeijiang,WANGChunlin,BIANJinying,ZHAOYongman,WUJiang(CollegeofMachineryandElectricalEngineering,ShiheziUniversity
3、,ShiheziXinjiang832000,China)Abstract:Amethodwaspresentedinwhichcylindercap’ssurfacevibrationsignalswereusedtodiagnoseabnormalstatefaultofdieselenginevalvesclearance.Thefaultsignalsatdifferentvalveclearancesweremeasuredandtheywereanalyzedbythemethodcombiningtime-
4、domainanalysiswithfrequency2domainanalysis.Frequencycharacteristicsandidentifyingmethodoftheabnormalstateofenginevalveclearancewerebroughtout.Theresultsshowthatusingvibrationmonitoringtechnology,thefaultofabnormalstateofdieselenginevalvesclearancecanbediagnosedwi
5、thoutdisassembly.Keywords:Dieselengine;Vibrationsignal;Valvesclearance;Faultdiagnosis柴油机是当前农村应用最广泛的农用动力。据英国柴油机工程师和用户协会提供的柴油机停机故障分作者在S195柴油机上进行试验研究。1发动机缸盖的振动特性发动机缸盖系统在工作状态下主要承受的激励力有5个:缸内气体压力以及进、排气门的开启和关闭的4个冲击力。文献[2]研究表明:尽管缸盖结构很复杂,但可认为激振信号在传播的过程中频率变化很小,仍可近似地把它看成是一个
6、频率不变的系统。这样发动机复杂的机体振动系统即转化为稳定的常系数线性系统,且各激振源彼此线性无关,使缸盖振动简化为多输入单输出的线性系统模型。虽然缸盖受到的作用力是多个频率特性各不相同的冲击载荷,缸盖振动信号是由一系列频率、幅值差别较大的瞬态响应所组成,情况比较复杂。但有实际影响的只有燃烧气体力和气门落座冲击力。且发动机的各部件是按一定的周期顺序工作,振动信号不是同时出现的,而是先后有序的。这点可以从该试验测得的S195型柴油机缸盖表面振动信号的时域波形(图1)中得到证实。根据S195型柴油机的工作过程相位图以及配气机构
7、配气定时规律,并结合运行转速和采样频率,可以很容易区分图1中的各激励力响应信号:A为气体燃烧压力激励响应;B为排气门开启;C为排气门落座冲击;D为进气门落座冲击(由于进[1]析表明,造成柴油机停机故障的各种原因中,配气机构的故障在柴油机的故障中所占比例达1119%。这主要是因为发动机的配气机构,特别是气门经常工作在高温和高速气流冲击下。配气机构是发动机换气过程的控制机构,对发动机性能指标有很大的影响。气门机构主要故障有气门间隙异常、气门漏气、弹簧折断、阀头翘曲变形等等。其中,最常见的一种故障便是气门间隙异常。气门间隙出现
8、异常时会改变气门的开关定时、影响气缸内的换气质量、严重时甚至会导致燃烧恶化。因此,监测诊断气门间隙异常故障是发动机故障诊断的重要内容之一。在生产实践中,常用的检查气门间隙是否异常的方法是打开摇臂室盖,用规定间隙的厚薄片分别塞入进、排气门杆末端与摇臂头之间检查。这种方法的缺点是不能进行在线检测;运行状态下无法检查;封装
