[发明专利]一种基于电磁感应的柴油机拉缸故障实时预警监测系统及检测方法

说明书

本发明的目的在于提供一种基于电磁感应的柴油机拉缸故障实时预警监测系统及检测方法，包括气缸壁，气缸壁外部包裹有气缸套，气缸套侧壁周向布置监测线圈，气缸套顶部中心设置磁场激发装置，气缸壁内设置活塞，活塞与气缸壁之间充有含磁性流体的滑油，活塞通过活塞销连接连杆做往复运动。本发明通过监测滑油中磁性流体激发磁场切割线圈产生的电流信号，做到了对柴油机快速、实时、准确定位的拉缸故障预警监测。

技术领域

本发明涉及的是一种故障监测系统及方法，具体地说是柴油机故障检测系统及方法。

背景技术

船舶柴油机、机车柴油机、电站用柴油机等作为工业、交通、化工等行业的关键设备具有零部件多、相互关联、运动复杂和工作条件恶劣等特点。对于柴油机来说，常见的故障主要有拉缸、抱缸、活塞连杆以及轴承间隙异常等问题。其中，拉缸故障是柴油机常见故障之一。一旦发生拉缸，轻则拆机打磨缸套，重则整体换机，有时甚至会威胁人的生命安全。

拉缸，也可以叫熔着磨损或者黏着磨损，柴油机拉缸指的是活塞与气缸工作面、活塞环与气缸工作面间由于相互之间的作用破坏了润滑膜，产生干摩擦，或者是由于掺杂磨粒导致摩擦加大，产生大量热量，造成了熔化和黏着，加大与杠壁的磨损和接触摩擦，导致拉缸现象产生。拉缸大多发生在柴油机磨合阶段或者是运转一定时间之后。拉缸发生的时间难以预测，一旦发生拉缸，往往短时间内就会造成柴油机损坏。

针对柴油机拉缸故障问题，虽然相关研究很多，但是能从真正实际上解决监测诊断拉缸故障问题的方法较少，诊断方法主要是通过机理研究、振动分析、以及摩擦润滑等角度进行分析，实质进展少，没有从真正意义上解决问题。

发明内容

本发明的目的在于提供利用电磁感应原理实时监测线圈磁电信号的一种基于电磁感应的柴油机拉缸故障实时预警监测系统及检测方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种基于电磁感应的柴油机拉缸故障实时预警监测系统，其特征是：包括气缸壁，气缸壁外部包裹有气缸套，气缸套侧壁周向布置监测线圈，气缸套顶部中心设置磁场激发装置，气缸壁内设置活塞，活塞与气缸壁之间充有含磁性流体的滑油，活塞通过活塞销连接连杆做往复运动。

本发明一种基于电磁感应的柴油机拉缸故障实时预警检测方法，其特征是：柴油机运行，活塞在连杆作用下往复运动，滑油中的磁性流体被激发出与磁场激发装置方向相同的磁场，这一部分磁场的磁感线与沿周向排布的监测线圈切割，判断是否发生拉缸故障：若磁性流体分布均匀，产生周期变化、复制稳定的感应电流，则未发生拉缸故障；若感应磁场强度增强，感应电流波形幅值和相位比未发生拉缸故障时发生变化，则发生拉缸故障。

本发明一种基于电磁感应的柴油机拉缸故障实时预警检测方法还可以包括：

1、由监测线圈反馈的监测图波形中异常突起处的相位可知拉缸处的轴向位置z，分析周向分布的不同监测线圈感应到的电流波形，经过矢量合成得到拉缸故障处的周向位置θ，将轴向位置z、周向位置θ与活塞半径r整合到柱坐标系中，得到磨损或划痕位置M(x,y,z)，即拉缸的位置。

本发明的优势在于：针对柴油机拉缸故障预警监测问题，目前几乎没有快速、实时、准确定位的系统方案。本发明通过监测滑油中磁性流体激发磁场切割线圈产生的电流信号，做到了对柴油机快速、实时、准确定位的拉缸故障预警监测。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为发生拉缸时拉缸位置局部放大示意图；

图3为监测线圈空间分布示意图；

图4为未发生拉缸故障监测电路的波形图；

图5为发生拉缸故障时检测电路的波形图；

图6为故障位置定位示意图；

图7为本发明的流程图。