柴油机振动分析研究.pdf

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1、-56-柴油机振动分析研究王智全，周玉丰(四川信息职业技术学院，9)11广元628017)摘要：柴油机作为机车、船舶等常用机械的动力设备，其动力性和可靠性直接影响整个系统的安全运行。本文对柴油机进行了动力学分析，指出了引起缸盖、机体振动的动力来源，并指出了振动的产生机理及影响振动的因素，同时设计出合理的实验测试诊断系统。关键词：柴油机振动分析诊断系统中图分类号：TH1707文献标识码：A文章编号：1002—6886(2010)03—0056—04StudyforVibrationAnalysisoftheDies

2、elEngineWANGZhiquan，ZHOUYufengAbstract：Asthepowerequipment，dieselenginesarewidelyusedinautomobiles，ships，andSOon．Thesafetyofoperationsystemde—pendsonthereliabilityanddynamiccharacteristicsofdieselen~ne．Forceanalysisofthedieselengineisfirstpresented．Thesourceo

3、fthevi—brationfromtheheadandthesideoftheengineispointedout．Thecomplicationofthevibrationareindicatedafterwards．Accordingtotheresearch，asoundtestsystemisdesigned．Keywords：dieselengines；vibrationanalysis；testsystem0引言1柴油机动力系统分析柴油机是一种常见的往复式动力机械，在国民经济中具1．1柴油机活塞运动

4、方程的建立有重要的作用，它的运行安全是生产安全的重要组成部分。正置单列式柴油机活塞运动方程为：随着人工智能技术的发展，柴油机故障诊断技术进入了智能dx==Rw(1)化的阶段，检测项目更加丰富，诊断的准确性也大大提高。d2x声振诊断法是诊断柴油机工作状态的既普遍又行之有效的一=胁[+A](2)方法，现在大多数针对柴油机系统的诊断系统都是以这种方其中：A=si~／sinO。对于一个固定的机构来说，A是固定不变法为基础的，因而得到了广泛的应用，同时也可为柴油机故的，表示曲柄半径与连杆长度之比。tO表示曲柄回转的角速障诊

5、断专家系统提供必需的技术参数。国外用声振诊断度，可近似认为恒定不变。技术来研究柴油机的故障目前已取得突破性进展。世界1．2柴油机受力分析及其与振动间的关系航运先进国家已逐步将此项技术应用到船舶柴油机，利用时柴油机及其它内燃机、压缩机等都是由活塞一曲柄机构频分析、小波分析等信号分析与处理方法来处理柴油机表面等组成，活塞、连杆、曲柄等构件在高速周期性运动时产生的振动信号。我国从20世纪80年代初开始对往复式内燃机惯性力及气缸内的气压力呈周期性的变化，构成机器内的力故障诊断作探索l生研究并取得了较好的成果，也开发出了自

6、源，同时也是柴油机振动的激振源。一是缸内气体的燃气压己的智能诊断仪器，如DCM—I型柴油机智能诊断仪、力，这是柴油机运动的主要动力来源；二是由于活塞连杆等往DEFD系统等，可在不解体的条件下诊断一些常见的柴油机复运动部件运动时产生的往复惯性力，它与各运动部件的质故障。量成正比；三是曲轴飞轮等旋转部件产生的离心惯性力。当柴柴油机是一个非常复杂的动力系统，其结构及机械运动油机出现故障时，各作用力会产生相应的变化，可通过检测、形式的复杂性，产生振动因素的多样性，决定着振声法诊断柴分析柴油机不同位置的振动信号来判别故障位

7、置及故障原油机故障的困难性。本文对柴油机振动受力进行研究和分因。析，研究振动参数与故障机理之间的关系。(1)缸内气体压力可表示为：作者简介：王智全(1971一)，男，四川广元人，四川信息职业技术学院讲师，从事教育管理与机械类教学。收稿日期：2010—3—12·57·面振动信号不仅受内部故障部件的影响，还与其它因素有关，尸：(3)如：式中：一缸内气体表压值(Pa)；，J一气缸直径(m)。燃气压力是柴油机的内力，在机体内平衡不外传，但因▲▲l▲_一．▲_1_．j上il--iJ．其变化剧烈且会引起倾覆力矩，因而也会使柴

8、油机产生振动。。IIr1，_l!：：嘎一__1I呷7●对于一个四缸四冲程柴油机的某缸而言，曲轴每转两周产生一个燃气压力高峰，所产生的燃气压力频率是曲轴回转频率时间，自之半。(a)正常状态(2)活塞连杆运动时产生的往复惯性力可近似表示为：---=。1_-^=mjRto(cos0+hcos20)I[【。▲‘．_▲-二1J．I-．J-‘J_三Ju‘’-．=％Riocos0+A％