[发明专利]一种多缸柴油机燃烧故障的循环极坐标图诊断方法

摘要

本发明公开了一种多缸柴油机燃烧故障的循环极坐标图诊断方法，通过提取柴油机运行中曲轴转速信号的循环波动特征，实现柴油机各个气缸组燃烧故障状态的识别。该方法使用转速信号中的特定谐波分量作为标尺，对柴油机转速波动曲线中各气缸组的主要做功范围进行划分；计算柴油机单个运转周期中各气缸组主要做功范围内的转速波动均值作为各气缸组的做功评价指标，按照柴油机的发火顺序，将连续运行中各气缸组做功评价指标的循环波动差值以极坐标的排列形式构成循环极坐标图；根据循环极坐标图的畸变程度和畸变位置对柴油机燃烧故障的程度和位置进行识别，该诊断方法结果可靠，实时性好，是一种适用于多缸柴油机的可视化诊断方法。

主权项

1.一种多缸柴油机燃烧故障的循环极坐标图诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，通过安装在柴油机曲轴飞轮端处的两个霍尔传感器与高速数据采集仪器采集曲轴的原始转速方波信号So和标记止点信号STDC；步骤二，使用谐波标尺对柴油机转速波动曲线中各气缸组的主要做功范围进行划分；第一步，根据原始转速方波信号So中各个波形周期之间的微小时间间隔Δti求取瞬时转速信号SI，每个时间间隔内的平均转速的计算方法为：其中，Nt为曲轴飞轮上的轮齿数；第二步，采用低通滤波处理技术，去除瞬时转速信号SI中的高频干扰项，得到有效的转速波动信号Sf，其截止频率fp的设置方式如下：fp＝νfc其中，fc为柴油机的转频，信号Sf中的最高简谐次数ν≥24；第三步，采用傅立叶带通滤波技术提取转速波动信号Sf中的特定谐波分量Sh，将其作为一种精确划分转速波动信号Sf中柴油机各气缸组主要做功范围的标尺，该谐波标尺分量Sh的频率fh计算方式如下：其中，Nc表示柴油机气缸组的数目，在柴油机为均匀发火形式时，单个气缸构成一个气缸组；而当柴油机为非均匀发火形式时，发火间隔较近的两个气缸合并为一个气缸组；第四步，以标记止点信号STDC为参照，使用谐波标尺分量Sh对转速波动信号Sf进行划分，得到对应于每个气缸组主要做功范围Tc(i)内的转速波动值集合：Vi＝[Δωi(1),Δωi(2),Δωi(3),…,Δωi(nh)]T，i＝1,2,…Nc其中，nh表示每个气缸组主要做功范围Tc内的数据点总量；步骤三，在划分的区域内构造各气缸组的做功评价指标，按照柴油机的发火顺序，将连续运行中各气缸组做功评价指标的循环波动差值以极坐标的排列形式构成循环极坐标图，根据循环极坐标图的畸变程度和畸变位置对柴油机燃烧故障的程度和位置进行识别。