目前针对内燃机各缸功率损失的诊断方法有很多,但均存在各种局限不能实现实时在线诊断。基于此,在FS诊断方法的基础上提出利用代理模型代替复杂的轴系参数模型的方法并进行功率损失反算,该方法既不需要提取瞬时转速信号的特征故障参数,也不需要复杂的轴系结构参数,仅通过某一测点瞬时转速的各谐次组合就能够精确判断内燃机各缸故障情况,得到满足工程需求精度的诊断结果。通过对比分析反算各缸功率损失与仿真设定功率损失的结果表明两者相差甚小,完全能够用于工程实际的故障诊断。该方法为快速在线诊断内燃机各缸功率损失提供参考。

工程应用和实验研究中常采用瞬时转速作为设备运行的监测、控制信号。为了分析采用A/D采样软件计数方式测量瞬时转速引入误差的原因及影响因素,采用理论分析及实验验证的方法定量地分析采样频率及转速对误差大小的影响规律。研究结果表明采样点不能落在方波高、低电压的跳变点上,导致每个周期重构波形与原始波形经历的时间不同,是引入测量误差的主要原因;引入测量误差与采样频率成正比关系,与转速成反比关系;在一定转速范围内选择较高的采样频率可以显著地降低测量误差、提高测量精度。

由于存在测量误差,直接测量的时域转速波动并不是其真实的波动。为了获得非平稳转速工况下的瞬时转速波动,提出了在阶次谱中提取瞬时转速波动幅值的方法。将时域中测得的瞬时转速信号从时域转换到角度域,再进行短时傅立叶变换得到阶次频谱图,通过提取一阶次的转速波动信号从而得到转速波动幅值特征。实验研究表明,此方法能较好地提取转速斜坡、正弦、阶跃工况下的波动,为非平稳工况下的瞬时转速波动幅值特征提取提供了参考和借鉴。

轴向柱塞泵作为农业机械设备中的关键元件,健康状态直接影响到系统运行的可靠性。目前,柱塞泵的故障诊断方法主要是利用壳体的振动信号,分析元件的运行状态和诊断故障原因。由于液压系统的多场域和多尺度的强耦合给故障诊断带来了困难,研究提出采用瞬时转速信号来反映故障信息,以便对各种运行状态、正常或故障状态时的斜盘式轴向柱塞泵进行监测诊断。在机电液系统的柱塞泵上测取了配流盘正常、磨损状态下的瞬时转速信号,利用无为原理对瞬时转速波动信号进行了滤波处理,通过阶次分析实现了故障识别。研究表明瞬时转速信号可以作为一种有效手段来反映配流盘磨损故障,并为液压元件故障诊断提供了一种新的检测方式。

马达输出轴的转速波动特性直接影响负载工作稳定性和可靠性,本文根据理论模型对液压柱塞马达进行了瞬时转速波动机理分析,阐明了瞬时转速波动的获取流程,并利用同步平均算法和平滑滤波处理,实现了液压马达瞬时转速波动的角度域波形特征;通过试验研究了液压马达瞬时转速波动与系统转速、负载之间的关系,相关研究为液压元件在线监测运行可靠性分析提供了理论依据与方法支持。

曲轴瞬时转速在一定程度上直接反映发动机的真实工作状态,采集一个工作循环的曲轴瞬时转速信号,利用曲轴瞬时转速和发动机气缸在工作时域上的严格对应关系,提取特定角度范围的瞬时转速,通过分析瞬时转速的波动大小和变化率,可以用来识别发动机各气缸做功状态,是否存在气缸失火,密封性差,或喷油器磨损等故障,同时也是实现单曲轴降级起动的一个重要参数。

　本文在分析了常规数字法测速存在着局限性的基础上,介绍既能实现实时测量,又具有高精度、宽范围游标式实时转速测量方法,以及用单片机组成的测量电路。

给出一种磁电式内燃机瞬时转速测量的虚拟仪器,在简单介绍其工作原理和构成的基础上,详细分析了磁电式转速测量系统所固有的测量误差.

为了验证船舶动力系统故障诊断系统的数据处理、故障诊断等功能,搭建智能机舱故障诊断试验平台,开展动力系统故障模拟试验,采集瞬时转速、柴油机气缸缸内压力等关键参数。由于瞬时转速与柴油机缸压信号的采集速率不同,为满足各信号采集的高速性和同步性,提出通过LabVIEW建立高速数据采集系统,结合运用光电编码器和磁电式转速传感器,以光电编码器Z相输出信号触发各信号同步开始采集,以光电编码器B相输出信号和磁电式转速传感器输出信号分别触发采集曲轴转角信号,作为各信号对应基准的方法。试验证明,此高速采集系统可实现各信号周期对应,并能够保证数据采集的高速性和同步性,有利于故障诊断服务平台提取和分析故障特征参数。

为了测量瞬时转速,设计了基于数据采集卡的软件计数测量算法。通过对磁电式转速传感器发出的单个周期脉冲方波进行采样点计数,获得方波信号的瞬时频率,从而测得瞬时转速。实验结果表明:该测量方法简单、容易实现,适合以工控机和数据采集卡为硬件的测量系统。