[发明专利]基于示功图的柴油机全工况下在线预警方法、系统及介质

说明书

本发明提供了一种基于示功图的柴油机全工况下在线预警方法、系统及介质，包括：阈值自学习步骤：将柴油机运行工况进行分割并获取示功图，根据示功图计算平均指示压力IMEP值，并确定预警阈值；在线预警步骤：根据预警阈值，与当前平均指示压力IMEP实际值比较，进行预警判断。本发明可以实时在线预警，完全满足实际应用；在降低误差的同时提高了评估精度，并扩展了应用范围；可以实现全工况范围内在线阈值自学习和故障预警功能，克服了现有方法中仅能诊断失火等显著故障的问题。

技术领域

本发明涉及柴油机故障在线预警技术领域，具体地，涉及一种基于示功图的柴油机全工况下在线预警方法、系统及介质。

背景技术

柴油机使用环境条件恶劣，在使用过程中若忽视其状态监测与故障诊断，不能及时探测发生故障并进行维修时容易引发安全事故，轻则造成柴油机的损坏，严重情况下危害财产及人身安全。通过一定的故障诊断技术和设备，对柴油机早期发生的故障进行有效诊断，并及时给出预警信息，降低严重事故的发生概率，是提高柴油机可靠性的重要手段。柴油机缸内工作过程是柴油机实现热功转换的核心过程，做功过程的优劣直接影响到柴油机功能实现和工作效率。虽然目前很多机构都在研究利用瞬时转速反算示功图或通过计算其频谱信息判断柴油机是否发生做功不良的状况，但反映柴油机做功过程最直接的手段还是气缸压力示功图的状态，它综合反映了柴油机输出机械功的热力转换过程。既能定性，也可定量的显示出气缸内工作循环的实际情况。特别是通过示功图计算得到的平均指示压力IMEP，它是衡量柴油机实际循环动力性能的一个很重要的指标，该指标可实时反映每个缸各个工作循环的做功状态。

目前针对柴油机缸内工作过程做功状态的评估主要有两种模式，一种是离线模式，该模式下是将各缸的示功图存储下来，计算出反映各缸做功状态的特征值，与原柴油机定型状态下的特征值进行比对，从而对柴油机现有的做功状态作出评价；另一种是在线模式，该模式可以对柴油机各缸的做功状态实时作出评估，但评估阈值有两种，一种是不考虑工况的变化实行单一阈值的评估策略，该方法无法精确的给出做功不良的判断，只能粗略判断失火或超负荷做功；另一种评估阈值是依靠提前标定好的阈值map，该方法可以实现全工况下的状态评估，但由于标定阈值时的柴油机和台架与实际使用时状态并不完全一致，因此容易出现漏诊和误诊的情况。

目前针对柴油机缸内做功状态评估的技术方案主要存在以下缺点：

1)部分方案采用的是基于瞬时转速反推示功图等间接方法，仅能诊断失火等显著故障；

2)有些方案采用的是离线评估方案，无法做到实时在线评估预警；

3)有些评估阈值不考虑工况的变化实行单一阈值的评估策略，导致评估精度低，容易出现漏诊、误诊的情况；

4)有些评估阈值采用提前标定好的阈值map，无法根据柴油机的实际状态实现阈值自学习，同时也无法解决某些极端工况在台架试验中无法获得标定数据的问题。

本发明的目的是解决现有柴油机缸内状态评估预警方法的弊端，提出一种基于示功图的可实现全工况下阈值自学习的评估预警方法。

专利文献CN108593304A(申请号：201810246541.0)公开了一种核电应急柴油机多工况预警状态监测和诊断分析系统及方法，方法包括如下步骤：采集应急柴油机的状态信号；周期性的截取状态信号，并转化为角域信号，将应急柴油机的运行状态定义在一个周期内的不同相位上；将截取转化后的状态信号与健康状态模型进行对比，评价应急柴油机的运行状态。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于示功图的柴油机全工况下在线预警方法、系统及介质。

根据本发明提供的基于示功图的柴油机全工况下在线预警方法，包括：

阈值自学习步骤：将柴油机运行工况进行分割并获取示功图，根据示功图计算平均指示压力IMEP值，并确定预警阈值；