EMD在柴油机燃烧不良诊断中的应用

介绍了经验模态分解(EMD)方法的基本原理和实现过程,并应用该方法对柴油机气缸盖上面采集到的非线性非稳态复杂信号进行了分解,获得了线性稳态的本征模函数(IMF)信号。每个本征模函数信号包含了比较单一的故障特征,对其进行功率谱密度分析最终找到了产生剧烈振动的激振源激振频率。分析、判断激振的频率可以知道产生剧烈振动的最终原因为燃烧不良。现场拆装发动机缸盖部分发现喷油孔严重烧损,验证了结论的正确性。     

便携式机车车辆动态称重仪的信号处理

根据振动的瞬时非线性特点,提出采用振动信号的本征模函数（IMF）对实测信号进行特征频带识别。将采集的振动信号经经验模态分解,并去掉主要干扰因素所对应的IMF分量,以得到真实的有效信号。实际测试结果表明,对提取后的信号进行计算后能得到准确的轴重值。     

EMD在LabVIEW中的实现及其在水轮机主轴振动信号分析中的应用

针对LabVIEW中缺少经验模态分解（EMD）算法模块的问题,对LabVIEW进行了二次开发,建立了基于LabVIEW的EMD模块,为振动故障信号分析提供了有效的工具,进而以水轮机故障信号的振动特征和故障产生机理为依据,将此算法运用于水轮机主轴振动信号分析,以河北省西达水电站水轮机主轴振动数据为基本资料,对分解得到的高频本征模函数（IMF）分量做包络谱分析,提取故障信息,并与轴心轨迹分析方法相〖JP2〗结合加以验证。结果表明,该方法能够有效判别出水轮机主轴故障类型,可应用于水轮机主轴振动信号分析。     

基于轴承座振动信号检测的轴系扭振监测方法实验研究

提出了一种基于轴承座垂直方向振动信号检测的轴系扭振监测与诊断的新方法,建立了扭振监测与诊断的理论模型,给出了轴系扭振故障存在与否的诊断准则。实验结果表明:该方法在保证轴系扭振监测实时性的同时,能够准确、有效地判别出冲击载荷下的扭振故障,能够清楚地显示轴系的前两阶扭振固有频率上的振动响应分量,且验证了所提出的扭振故障特征参数在很宽的转速范围具有良好的稳定性。研究结果为汽轮发电机组轴系扭振故障在线监测提供了一种新的有效方法。     

基于经验模态分解方法的柴油机振动信号去噪声处理

针对柴油机振动信号的瞬时非线性特点,提出采用柴油机振动信号的本征模函数(IMF)分量进行特征频带识别的新方法。将柴油机振动信号经经验模态分解,并去掉主要干扰因素所对应的IMF分量,再将剩余IMF分量进行重构得到柴油机振动信号。实际测试结果表明,重构后的信号能反映柴油机机身振动的真实趋势。     

发动机曲轴系扭振测量的谐次提取及精度分析

发动机曲轴系扭转振动的准确测量对研究其扭转振动及振动控制具有重要意义。针对发动机特点,对电磁传感器输出转速信号的处理算法和精度进行研究,给出了一种实用的扭振信号处理方法。采用标准信号进行监测并结合扭振测量台架,分析了平均转速、采样密度对测量精度的影响。     

发电机组次同步振荡扭振参数甩负荷测试研究

提出一种利用甩负荷试验获取汽轮发电机组次同步振荡扭振参数的方法。甩负荷试验时汽轮机扭矩负载突降为0,转速飞升过程中激发出轴系扭转自由振动响应。利用频率计数法，从发电机组保护系统转速传感器输出信号中提取瞬时角速度，通过数值积分方法获取扭角位移信号。测试发现，相比于扭角速度，扭角位移信号更能反映扭振特征。甩负荷试验时扭振信号比较微弱，测速齿轮盘分度误差、振动、齿轮盘安装偏心等对测试结果影响较大。这类误差具有周期性特点，滤除瞬时角位移信号中转频及其若干倍倍频谐波分量后，信号中包含的扭振特征明显。结合某热电联产项目汽轮发电机组甩负荷试验进行了测试，给出了信号处理方法，验证了方法可行性。该方法无需对轴系施加扭矩激励，具有较高的工程应用价值。     

汽轮发电机组轴系扭振的时频特征分析

针对电网动态模拟系统和汽轮发电机组轴系扭振模拟机,开展了典型工况及故障扰动下的汽轮发电机组轴系扭振试验研究,并利用非平稳信号的时频分析方法Hilbert-Huang变换（HHT）对轴系的扭振信号进行了分析．结果表明：在短路故障的冲击下,机组有机电互作用的扭振发生时,扭转振动的幅值大幅增加,扭振频率也发生了变化;三维时频图显示了扭振幅值开始增大然后逐渐减小,形成一个瓶颈状的峰谷对应曲线;三相短路故障引起的机电互作用的扭振时间大于两相短路故障引起的机电互作用的扭振时间;Hilbert谱图能获得时间、频率和幅值对应的关系,定量刻画了频率和幅值随时间的变化过程．     

EMD在LabVIEW中的实现及其在水轮机主轴振动信号分析中的应用

针对LabVIEW中缺少经验模态分解(EMD)算法模块的问题,对LabVIEW进行了二次开发,建立了基于LabVIEW的EMD模块,为振动故障信号分析提供了有效的工具,进而以水轮机故障信号的振动特征和故障产生机理为依据,将此算法运用于水轮机主轴振动信号分析,以河北省西达水电站水轮机主轴振动数据为基本资料,对分解得到的高频本征模函数(IMF)分量做包络谱分析,提取故障信息,并与轴心轨迹分析方法相结合加以验证。结果表明,该方法能够有效判别出水轮机主轴故障类型,可应用于水轮机主轴振动信号分析。     

弯扭耦合的旋转机械轴系弯振特性的研究

随着旋转机械在役运行时间的增加,转子部分多数会有质量偏心现象出现。这使得转子轴系的扭转振动与弯曲振动的耦合作用明显增强。在已有耦合振动方程基础上,采用有限差分、Newmark积分法求得动力响应,以300 MW汽轮发电机组为研究对象,将其模化为多支承分布质量模型,采用FFT、STFT和wavelet多种方法分析它在简谐衰减、非同期并列两种典型工况激励下以及不同偏心函数、弯扭下的弯振特性。分析结果为研究旋转机械复杂转子系统耦合振动中弯振特性的定量、定性分析提供了依据。图24参7     

车用发动机振动测试方法的新进展

简要叙述了汽车发动机振动产生的原因,分别从曲轴的扭振、轴向、纵向振动及计算机和激光技术在发动机振动测试领域的运用等方面介绍了汽车发动机振动测试方法的现状和发展。     

基于曲轴扭振信息识别的柴油机失火气缸判别方法

为解决柴油发动机在高转速、低负荷工况下难以准确判断出发生失火故障的气缸的问题,提出了通过检测曲轴转速信号中的扭振信号起始点来判定失火气缸的故障诊断方法。该方法首先通过分析单缸失火时的转速信号以确定曲轴扭振的自由频率,然后基于该频率构造正弦检测信号,将该检测信号与各缸做功转角范围内的转速信号做内积运算,并得到的内积值作为失火气缸的指示特征。在6缸柴油机上的失火试验证明该方法能够在高转速低负荷情况下准确识别发动机的单缸失火和两缸失火,弥补了传统失火诊断方法工况覆盖率低的不足。     

轴系扭振在线监测系统开发研究

扭转振动是影响诸如发电机组、空压机、推进轴系等旋转机械安全运行的重要动力性能之一,而发电机组、空压机等轴系扭振激励受负载的影响往往较大。为提高设备运转可靠性,在轴系运转过程中扭振应力幅值超过一定限值时进行预警,开发了一套船舶旋转机械轴系扭振在线监测系统,对船舶旋转机械设备实现严密的运转监测保护。系统同时兼容采用应变监测的直接测量方法与采用脉冲时序法测量的间接测量方法对轴系扭振进行监测,根据轴系实际情况对传感器类型以及监测系统模式进行选择,提高了系统对不同轴系结构的适应性。系统以ARM加DSP为开发平台,综合应变电测、无线遥测和数字信号处理等技术开发了监测系统。并通过标准应变模拟器以及基于脉冲时序法理论所设计的扭振标定器分别对无线应变遥测系统以及脉冲时序法扭振采集系统试验精度进行验证。结果显示,采用脉冲时序法测量,在转速为5 000 r/min时,系统检测误差约为0.3%,采用应变遥测系统检测方案时,误差值也远小于1%,该轴系扭振监测系统能实现较高精度的监测。     

内燃机过渡工况扭振特性研究

提出了一种去除过渡工况中趋势项的方法以提高内燃机轴系扭振幅频特性分析精度。利用过渡工况下扭振信号的各简谐成分实部和虚部等于该转速下稳定工况扭振信号各简谐成分实部和虚部与趋势项各简谐成分实部和虚部线性叠加的性质,可通过消去趋势项得到该转速下稳态工况的各简谐成分准确幅值。通过仿真和实验研究,不仅验证了所提方法的实用性,并且发现过渡工况中的趋势项具有对0.5、1.0等低简谐成分幅值影响最大,而对中、高简谐成分幅值影响相对较小的性质。     

曲轴减振器特性参数检测系统开发研究

本文开发出一套曲轴减振器特性参数的计算机检测分析系统。该系统通过激振器激励减振器扭振并自动采集成振器的响应，根据频响曲线计算得出减振器的特性参数。对比试验结果表明，该系统能准确测定减振器的振动特性参数。并对测试系统的杭干扰进行了详细分析。     

基于变分模态分解和交叉小波变换的柴油机失火故障诊断

针对强噪声干扰下柴油机失火故障难以诊断的问题,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)与交叉小波变换(cross wavelet transform,XWT)的柴油机失火故障诊断方法。该方法首先通过VMD将缸盖振动信号进行分解、自适应消噪及信号重构,再利用XWT对任意两个连续工作循环信号进行时频相关分析,进一步消除振动信号中的干扰噪声以提取柴油机燃烧特征,最后通过计算时频空间各缸能量占比进行柴油机失火故障诊断。通过对仿真信号分析及柴油机失火故障诊断,结果表明:该方法可以消除强噪声干扰,提取柴油机燃烧周期瞬态振动冲击特征,有效地识别柴油机失火故障。     

顶置式配气机构凸轮轴扭振试验

为分析凸轮轴扭振对配气机构影响,通过配气机构扭振实验,研究利用PCI高速A/D数据采集卡对轴系扭振的测量方法,介绍了扭转角信号的提取过程,测量了凸轮轴动态扭矩,分析扭振随工况变化的关系,随后讨论扭振对配气机构影响。结果表明:凸轮轴在整个转速范围内其最大扭振角基本稳定在0.31°左右(小于0.5°视为安全);扭振随转速升高,影响变大,并影响配气正时。     

基于瞬时频率估计的内燃机信号阶比分析

阶比分析是内燃机急加速启动过程信号有效的分析方法,它是以得到准确的转速信号对其等角度采样为前提条件的。根据希尔伯特一黄变换(hilbert—huang ransform),提出了基于瞬时频率估计的内燃机信号阶比分析方法,直接从振动信号的瞬时频率估计得到转速信号。在瞬时频率估计的若干影响因素分析的基础上,提出了改进瞬时频率估计的方法。仿真与实际信号分析证明了该方法的可行性。