柴油机工作不均匀性的振动检测方法
噪声与振动控制
第33卷第3期
文章编号：1006-1355(2013)03-0079-05
柴油机工作不均匀性的振动检测方法
谢晓阳，乔新勇，刘建敏
（装甲兵工程学院机械工程系，北京100072）
摘要：在某型号装备的柴油机上，采用断缸的方法模拟各缸工作不均匀试验，测量柴油机在不同工作状态下一个工作循环内的机体振动信号。利用局域波分解方法对柴油机振动信号进行时频分析，获得Hilbert时频谱。对柴油机在不同工作状态下振动信号的时频谱进行分析，对各缸段的振动信号频率变化进行统计分析，计算频率偏差，并分析其在不同工作状态下的变化趋势。分析结果表明，利用各缸段振动信号频率变化的偏差可以对柴油机工作不均匀性进行判别。
关键词：振动与波；柴油机；工作不均匀；局域波分析；振动试验
中图分类号：TK421文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-1335.2013.03.017 Approach of Unbalance Operation Detection for Diesel Engines
Based on Vibration Measurement
XIE Xiao-yang,QIAO Xin-yong,LIU Jian-min
(Department of Mechanical Engineering,Academy of Armored Forces Engineering,
Beijing100072,China)
Abstract:Experiments to simulate the unbalance working of the cylinders of a tank diesel engine were carried out through breaking the fuel supply.The vibration signals of the shell in a working cycle of the engine were measured in normal working and misfire conditions.Local wave decomposition was used to analyze the time-frequency feature of the engine vibrations,and the Hilbert time-frequency spectrum was obtained.According to the time-frequency spectrum in different working conditions,the frequency deviation and its variation trend were calculated and analyzed.The result shows that it is effective to detect the working unbalance of diesel engines through analyzing the frequency deviation of each cylinder.
Key words:vibration and wave;diesel engine;work unbalance;local wave analysis;vibration experiment
在柴油机的工作过程中，运转平稳性是衡量其性能的一个重要指标，而造成柴油机运转不平稳的一个主要因素就是其各缸工作的不均匀性。
各缸工作不均匀性是指多缸发动机以某一工况稳定运转时，单个气缸的作功能力不完全一致的现象。其主要原因一是各气缸供入的燃料、空气、缸内残余废气和再循环废气及其混合情况不尽相同；二是各气缸燃烧过程中的缸内气体运动状况有所差异。如果某一气缸的缸内燃烧过程无法正常进行，
收稿日期：2012-06-21；修改日期：2012-07-04
基金项目：武器装备预研基金项目（9140A27020206JB3502）作者简介：谢晓阳（1976-），男，山东省莱阳市人，博士生，主要研究方向为情报理论，军用车辆状态检测与故
障诊断。
E-mail:qxyaafe@https://www.360docs.net/doc/0717880983.html, 出现爆燃、后燃、部分燃烧或根本无法着火即发生失火故障时，该气缸的作功能力将会下降，进而影响整机的动力性能、经济性能、排放性能和运转平稳性。因此，对各缸工作不均匀性进行分析和诊断，具有重要的理论意义和应用价值。
测量柴油机各缸不均匀性，有多种方法[1―4]，其中最直观的是测量各缸的燃烧压力，这种方法需在每缸安装一个价格昂贵的传感器。因此，这种方法根本不现实。后来，出现了根据输出净扭矩的波动来分析各缸不均匀性的方法，但瞬时净扭矩的精确测量对于车用发动机来说也存在着很多困难。在这种情况下，信号测取方便且费用低廉的分析技术越来越引起人们的兴趣，出现了基于循环内瞬时转速的波动、基于排气噪声分析等方法。
但是，上述方法在检测军用装备柴油机工作不
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