基于声发射技术和曲轴瞬时转速的内燃机健康监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110530647A(43)申请公布日2019.12.03(21)申请号201910816685.X(22)申请日2019.08.30(71)申请人大连海事大学地址116000辽宁省大连市甘井子区凌水街道凌海路1号(72)发明人程东(74)专利代理机构大连至诚专利代理事务所(特殊普通合伙)21242代理人杨威张海燕(51)Int.Cl.G01M15/10(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图9页(54)发明名称基于声发射技术和曲轴瞬时转速的内燃机健康监测方法(57)摘要本发明公开了一种基于声发射技术和曲轴瞬时转速的内燃机健康监测方法，包括以下步骤，步骤1、通过转速传感器采集内燃机飞轮的转速信息；步骤2、通过所述内燃机飞轮的转速信息计算内燃机中各缸的健康指数，判断内燃机中各缸工作是否正常；步骤3、若内燃机中各缸工作正常，返回步骤1；若内燃机中某个缸工作异常，进入步骤4；步骤4、通过所述工作异常的缸上设置的声发射传感器采集所述工作异常的缸的声发射信号；步骤5、根据所述声发射信号确定所述工作异常的缸的故障发生位置和故障类型。该方法可以精确地获得内燃机的出现故障的零部件和故障类型，以便于对其进行维护和维修。CN110530647ACN110530647A权利要求书1/2页1.一种基于声发射技术和曲轴瞬时转速的内燃机健康监测方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1、通过转速传感器采集内燃机飞轮的转速信息；步骤2、通过所述内燃机飞轮的转速信息计算内燃机中各缸的健康指数，判断内燃机中各缸工作是否正常；步骤3、若内燃机中各缸工作正常，返回步骤1；若内燃机中某个缸工作异常，进入步骤4；步骤4、通过所述工作异常的缸上设置的声发射传感器采集所述工作异常的缸的声发射信号；步骤5、根据所述声发射信号确定所述工作异常的缸的故障发生位置和故障类型。2.根据权利要求1所述的基于声发射技术和曲轴瞬时转速的内燃机健康监测方法，其特征在于：所述步骤2中缸的健康指数采用以下公式进行计算，其中，Hi为第i个缸的健康指数，va1为该缸燃烧之后对应的瞬时转速最大值，va2为该缸燃烧之前对应的瞬时转速最大值，vb为该缸在上止点的瞬时转速最小值，当Hi数值为正值或零时，表明所述缸工作正常，当Hi数值为负值时，表明所述缸工作异常。3.根据权利要求1所述的基于声发射技术和曲轴瞬时转速的内燃机健康监测方法，其特征在于：所述步骤2中缸的健康指数采用以下公式进行计算，其中，Hi为第i个缸的健康指数，Aa为该缸燃烧之后对应的正的瞬时旋转加速度之和，Ab为该缸燃烧之前对应的负的瞬时旋转加速度之和的绝对值；当Hi数值为正值或零时，表明所述缸工作正常，当Hi数值为负值时，表明所述缸工作异常。4.根据权利要求2或3所述的基于声发射技术和曲轴瞬时转速的内燃机健康监测方法，其特征在于：所述步骤5根据声发射信号确定所述工作异常的缸的故障发生位置和故障类型包括以下步骤，步骤50、根据所述声发射信号获取声发射信号的特征值与飞轮转角的关系曲线；步骤51、根据工作异常的声发射信号的特征值与飞轮转角的关系曲线与工作正常时的缸的声发射信号的特征值与飞轮转角的关系曲线进行比较，获得声发射信号的特征值异常位置所对应的飞轮转角，根据所述飞轮转角确定所述声发射信号特征值异常位置所对应的缸的工作循环过程中不同事件的历程，进而获得出现故障的零部件和故障信息。5.根据权利要求4所述的基于声发射技术和曲轴瞬时转速的内燃机健康监测方法，其特征在于：所述特征值包括频率、能量和幅值。6.根据权利要求5所述的基于声发射技术和曲轴瞬时转速的内燃机健康监测方法，其特征在于：所述缸的工作循环过程中不同事件的历程包括缸内压力的变化、喷油、燃烧、活2CN110530647A权利要求书2/2页塞组件与缸套之间的摩擦、排气阀开启与关闭。3CN110530647A说明书1/8页基于声发射技术和曲轴瞬时转速的内燃机健康监测方法技术领域[0001]本发明涉及内燃机监测技术领域，具体涉及基于声发射技术和曲轴瞬时转速的内燃机健康监测方法。背景技术[0002]内燃机的燃烧和活塞组件的运动是一个复杂的动态过程，也决定了内燃机的性能、排放和可靠性，因此对其进行在线的状态监控对于确保内燃机良好的燃烧、延长设备的可靠性和寿命、节省燃油消耗、减少污染物的排放至关重要。[0003]传统的燃烧监测方法是缸压监测。但缸压传感器成本高，并且无法长期工作在高温高压的恶劣环境下，使用寿命有限。利用气缸头上安装振动传感器测量振动信号从而提取特征参数或重构缸内压力的方法存在着信号信噪比低、干扰多、诊断精度低的问题。[0004]传统的活塞组件的监测方法是停机后进行扫气口检查，或测量气缸套、活塞环的相关参数等