[发明专利]柴油机复合故障诊断方法及诊断系统

说明书

技术领域

本发明涉及柴油机故障诊断技术领域，特别涉及柴油机复合故障诊断方法及诊断系统。 

背景技术

目前，柴油机故障诊断常用的方法有转速测量法、振动分析和油液分析。转速测量法是柴油机转速测量法是在柴油机连接部件上安装传感器测量柴油机转速。转速是柴油机运行过程中一种状态的体现。 

振动分析是通过应用各种动态测试仪器采集、记录和分析柴油机中振动部件的振动时频域信号变化。振动信号处理主要包括时域分析、频域分析和时频域分析等。油液分析技术主要包括铁谱分析和光谱分析，是对柴油机进行状态监测与故障诊断的重要手段，可对柴油机摩擦副磨损过程、磨损失效的类型以及磨损机理分析。振动分析技术则通过对振动部位的时频域分析确定故障产生的部位。油液分析技术通过对润滑油的检测可发现早期的轻微磨损故障。当摩擦副磨损的磨粒尺寸较大时，油液取样比较困难，因而油液分析中采用铁谱分析技术常采用多次采样检测的办法。当摩擦副磨损程度严重，振动分析相对有效，但振动分析依赖分析软件。油液分析技术中的铁谱分析耗时，需要实验设备配置和磨粒的专家识别技术等，而振动分析相对快捷，能够采用便携式频谱分析仪进行现场分析。 

目前市场上出现了两种：一种是电控柴油机故障诊断系统，通过硬件协议转换器以及同控制器和计算机的通信，从控制器中读取柴油机的故障码信息，从而实时监测柴油机的运行参数和车辆状态信息，实现柴油机的动态测试与油量检测等。这种故障诊断系统具有历史管理功能，实现了电控柴油机 的实时检测。另一种是柴油机智能诊断方法，先诊断柴油机的供油系统，再通过检测柴油机的输出功率，从而定位柴油机的故障缸，最后诊断故障缸的异响。然而，这些技术检测手段相对单一，也没有对振动噪声处理以及没有反映出摩擦副磨损的程度，检测周期长、故障检测的准确率不够理想。 

发明内容

本发明目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供柴油机复合故障诊断方法及诊断系统，本发明充分利用柴油机各种特征信息，提高诊断速度和精确度，实现优势互补。 

本发明目的通过下述方案实现： 

柴油机复合故障诊断方法，包括柴油机的状态参数监测、振动信号分析和油液分析，所述的状态参数监测通过测功系统，所述的振动信号分析采用经验模态分解EMD除噪声和流形学习特征提取结合，所述油液分析采用光谱分析。 

所述柴油机的状态参数监测是至少包括监测柴油机的油耗、尾气、柴油机的进出水温度、机油温度参数。 

所述的振动分析采用经验模态分解EMD和流形学习结合，包括以下步骤： 

1)振动加速度传感器测量柴油机各缸的振动加速度； 

2)数据采集卡具有16个同步输入通道，在采样频率内，对振动加速度信号采集； 

3)振动分析仪对信号分析，提取振动加速度时域信号，该时域信号至少包括平均值、均方值、有效值、峰值、裕度和峭度六个特征参数； 

4)引起柴油机振动的振源信息直接或者间接地体现在柴油机各缸体机体表面上，采用经验模态分解EMD除噪声柴油机振动信号的去噪处理；将振动信号X_ij分解为本征模函数C_j(t)和残余分量R_n(t)； 

Xij(t)=Σi=1nCj(t)+Rn(t)]]>

5)采用基于谱方法的海赛局部线性嵌入流形学习算法，选取除去噪声后的振动加速度特征六个特征值；根据传感器数量k以及特征值参数N，构造高维数据矩阵M_KXN；