本文關(guān)鍵詞：船艇柴油發(fā)動機故障診斷系統(tǒng)研究與設(shè)計

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【摘要】：柴油發(fā)動機具有節(jié)油性好、工作穩(wěn)定、持續(xù)耐久、輸出功率大、排氣污染小等一系列優(yōu)點,在各型船艇上得到了廣泛的應(yīng)用。本航海單位的船艇需要頻繁遂行補給、護航及警戒任務(wù),而船艇大量裝備使用柴油發(fā)動機,尤其以鎮(zhèn)柴2330型號的柴油機居多。因任務(wù)密集,使用頻率較高,其中柴油發(fā)動機的故障率也驟然上升。對柴油機故障的預(yù)判與診斷處置要求越來越高。由于船艇需要長期保持良好戰(zhàn)備狀態(tài),不能頻繁的拆解其柴油機來診斷,所以需要在線的故障診斷和檢測技術(shù)。故本文研究了基于虛擬儀器的故障診斷系統(tǒng),以提高柴油發(fā)動機故障診斷的直觀性及實用性。本文針對我部門船艇裝備率較高的鎮(zhèn)柴2330型柴油發(fā)動機為研究對象,以此類型柴油機常見故障為基本類型,將虛擬儀器技術(shù)用于柴油機故障診斷系統(tǒng)的信號采集、頻時域分析、小波分析和數(shù)據(jù)庫管理等方面,并采用基于模糊聚類的方法展開故障識別方面的應(yīng)用研究。本文主要的研究工作如下：1)分析柴油發(fā)動機故障機理及特征；2)對故障診斷系統(tǒng)進行總體設(shè)計；采用小波分析技術(shù)對柴油發(fā)動機故障機理及特征展開分析,遵從簡單、實用、精確、高效的原則,進一步對柴油發(fā)動機故障診斷系統(tǒng)的軟硬件部分進行總體設(shè)計。3)對柴油發(fā)動機綜合性能監(jiān)測系統(tǒng)進行詳細設(shè)計與分析；建立起綜合監(jiān)測系統(tǒng)的內(nèi)容主要是,對柴油發(fā)動機的動力性能監(jiān)測系統(tǒng)、缸套-活塞磨損故障診斷系統(tǒng)、失火故障診斷系統(tǒng)以及燃油噴射故障診斷系統(tǒng)進行了詳細設(shè)計與分析。4)基于模糊聚類分析的柴油發(fā)動機故障診斷方法及應(yīng)用。考慮到柴油機工況故障類別往往難以準確掌握,采用模糊聚類的處理方法比較適宜。本文主要采用模糊聚類算法對柴油發(fā)動機進行故障診斷。結(jié)合13個柴油發(fā)動機的工況點信息,采用本文研究的模糊聚類方法,可以診斷出故障類型及原因。最后,本文針對鎮(zhèn)柴2330的常見故障問題,采用本文提出故障診斷方法進行應(yīng)用分析,能夠清楚地診斷出故障類型。試驗表明該系統(tǒng)具有一定的診斷效果及應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：柴油發(fā)動機 labView 小波分析 故障診斷 模糊聚類方法
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U672.74
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 論文的研究背景和意義8
• 1.2 國內(nèi)外柴油發(fā)動機故障診斷的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢8-10
• 1.3 故障診斷的目的和意義10-11
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容11-12
• 1.5 本章小結(jié)12-14
• 2 柴油發(fā)動機故障診斷技術(shù)14-22
• 2.1 故障診斷的基本概念14-15
• 2.2 柴油發(fā)動機故障診斷技術(shù)分析15-19
• 2.2.1 柴油發(fā)動機故障診斷的流程15-16
• 2.2.2 采集與處理信號的技術(shù)16-17
• 2.2.3 故障特征及其特征值的提取方法17-18
• 2.2.4 設(shè)備狀態(tài)分析與故障診斷方法18-19
• 2.3 虛擬儀器及其開發(fā)19-21
• 2.3.1 虛擬儀器概念19-20
• 2.3.2 LabVIEW語言20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 柴油發(fā)動機故障機理及特征分析22-36
• 3.1 柴油發(fā)動機基本結(jié)構(gòu)22-23
• 3.2 柴油發(fā)動機動力分析23-27
• 3.2.1 柴油機活塞機構(gòu)動力分析24-25
• 3.2.2 曲柄連桿機構(gòu)運動過程中的受力分析25
• 3.2.3 配氣機構(gòu)運動過程中的受力分析25-27
• 3.3 柴油發(fā)動機故障的特征分析27-35
• 3.3.1 小波變換理論28-30
• 3.3.2 小波變換在LabVIEW中的實現(xiàn)30-31
• 3.3.3 小波降噪31-32
• 3.3.4 柴油發(fā)動機故障信號的特征值提取32-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 4 柴油發(fā)動機故障診斷系統(tǒng)的總體設(shè)計36-48
• 4.1 總體結(jié)構(gòu)36-37
• 4.2 故障診斷系統(tǒng)的參數(shù)確定37-39
• 4.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計39-44
• 4.3.1 硬件設(shè)計39-44
• 4.3.2 信號存儲及數(shù)據(jù)庫設(shè)計44
• 4.4 虛擬儀器軟件平臺設(shè)計44-47
• 4.4.1 功能模塊分析45-46
• 4.4.2 主程序設(shè)計46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 5 柴油發(fā)動機故障診斷分系統(tǒng)設(shè)計48-58
• 5.1 柴油發(fā)動機綜合性能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計48-50
• 5.1.1 無負載測功的實現(xiàn)48-49
• 5.1.2 綜合性能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計49-50
• 5.2 基于機身振動信號的缸套-活塞磨損故障診斷設(shè)計50-52
• 5.2.1 缸套-活塞磨損故障診斷原理50
• 5.2.2 缸套-活塞磨損故障診斷設(shè)計50-52
• 5.3 基于缸蓋振動信號的失火故障診斷設(shè)計52-54
• 5.4 基于燃油壓力信號的燃油噴射故障診斷設(shè)計54-57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 6 基于模糊聚類分析的柴油發(fā)動機故障診斷58-64
• 6.1 模糊聚類理論58
• 6.2 模糊C均值聚類算法58-61
• 6.3 柴油發(fā)動機故障診斷案例分析61-63
• 6.4 本章小結(jié)63-64
• 7 總結(jié)與展望64-66
• 7.1 論文總結(jié)64
• 7.2 論文的不足與展望64-66
• 致謝66-68
• 參考文獻68-70

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