[发明专利]一种往复式发动机燃烧状态评价方法、装置及计算机设备

说明书

本发明公开了一种往复式发动机燃烧状态评价方法、装置及计算机设备，涉及发动机故障诊断技术领域。所述方法是在获取由加速度传感器在往复式发动机的运行期间所采集的且在指定方向上的加速度时域信号后，先通过一系列的信号处理，得到在诺谟坐标系下的诺谟标绘图谱，然后根据所述诺谟标绘图谱，剥离出在所述诺谟坐标系中的且用于等效绝对刚体冲击加速度线的冲击加速度线，最后根据所述冲击加速度线和与所述往复式发动机、所述运行期间及所述指定方向对应的燃烧状态分级标准，确定所述往复式发动机在所述指定方向上的燃烧状态分级结果，如此可在任意工况下评价往复式发动机的燃烧状态，有效拓展适用场景，并可以有效提升评价结果的准确性。

技术领域

本发明属于发动机故障诊断技术领域，具体涉及一种往复式发动机燃烧状态评价方法、装置及计算机设备。

背景技术

往复式发动机也叫活塞发动机，是一种利用一个或者多个活塞将压力转换成旋转动能的发动机，也是一种将活塞的动能转化为其他机械能的机械，其主要是利用燃料燃烧产生高压气体膨胀，进而推动活塞做功，实现将热能转化为机械动能的目的。

作为往复式发动机的其中一种，柴油机是一种热效率高的经济型发动机，在各行各业得到广泛应用，在视情维修情况下，柴油机状态监测及性能监测手段被广泛使用，采用的监测手段主要有振动监测手段、油液(基于铁谱或光谱等)监测手段和红外监测手段等，其中的振动监测手段是最为方便和高效的诊断方法。

柴油机的燃烧室相关故障(如：燃烧状态不合格、磨损严重、拉缸、漏气、定时以及喷油过大或过小等故障)占比超过柴油机所有故障50％以上。若利用振动监测手段对柴油机进行故障诊断，由于柴油机振动特点，到处都是机械冲击和燃烧爆炸振动，因此将导致测试的振动信号非常复杂。

目前的振动监测方向主要为：通过机体表面振动信号来识别柴油机气缸内的压力示功图；用瞬时转速推算缸内压力变化；利用时频分析、小波分析或载荷识别等新的信号分析与处理方法来处理柴油机表面振动信号。但是这些振动监测技术，几十年来几乎没有什么实用性进展，导致仍普偏采用ISO10816.6(GBT7184)标准来对柴油机进行基于振动监测手段的振动评价，而这个标准只能在额定工况下评价柴油机的振动是否合格，并不能诊断出柴油机是因何种故障引起燃烧状态不合格；以及对于船舶主柴油机，当船舶停靠在码头时，是无法进行在额定工况下来评价柴油机的燃烧状态是否合格的，一旦船舶离开码头远航才发现柴油机有问题是非常麻烦的事情；同时在码头只能使柴油机低速空车运行，而在空车工况下用GBT7184(ISO10816.6)标准对柴油机进行燃烧状态评价永远是正常合格的。

发明内容

本发明的目的是提供一种往复式发动机燃烧状态评价方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质，用以解决现有振动监测技术所存在因只能在额定工况下评价往复式发动机燃烧状态而导致适用场景受限及评价结果可能不准确的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供了一种往复式发动机燃烧状态评价方法，包括：

获取由加速度传感器在往复式发动机的运行期间所采集的且在指定方向上的加速度时域信号a(t)，其中，所述加速度传感器安装在所述往复式发动机的气缸盖上，所述指定方向为所述往复式发动机的垂直轴方向、横向或轴向，t表示时间变量；

根据所述加速度时域信号a(t)，通过傅立叶变换得到加速度频谱A(f_n)，其中，f_n表示在频谱中的第n根谱线频率，n表示非零自然数；

根据所述加速度频谱A(f_n)，按照如下公式计算得到速度频谱V(f_n)和位移频谱D(f_n)：

式中，π表示180度；