基于EMD和Gabor变换的发动机曲轴轴承故障特征提取

针对发动机振动信号的非平稳特点,提出了一种基于经验模态分解(EMD)和Gabor变换相结合的曲轴轴承故障特征提取新方法。通过EMD方法将发动机非稳态加速振动信号分解成多个本征模态函数(IMF),对与原信号相关性强的前4阶IMF分量进行Gabor变换,从各阶分量Gabor时频分布图的频带能量累加曲线中提取能够反映曲轴轴承磨损故障的频带能量作为故障特征参数。试验结果表明,该方法提取的故障特征参数能敏感地反映曲轴轴承的磨损状态,可作为诊断曲轴轴承故障的重要特征量。     

基于EMD的天然气发动机供气系统故障诊断方法

针对天然气发动机故障信号的非平稳性、非线性等特点,提出一种基于EMD提取能量特征参数的故障诊断方法。从天然气发动机供气系统正常、气门间隙大、排气阀漏气3种工况振动信号的EMD能量熵值中发现,当供气系统发生故障时,各IMF分量的能量会发生变化。因此运用EMD方法提取最有效的IMF分量的能量特征指标,利用C均值模糊聚类法对此特征进行聚类进而建立天然气发动机供气系统的故障识别模型。现场试验验证了该方法在天然气发动机供气系统故障诊断中的有效性。     

变分模态分解的Volterra模型和形态学分形维数在发动机故障诊断中的应用

针对实测发动机故障信号的非线性和形态学分形维数难以对其有效估计的问题,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)的Volterra模型和形态学分形维数相结合的发动机故障诊断方法。首先采用VMD方法对发动机故障信号进行分解,通过基于互信息熵-能量熵增量的虚假固有模态函数(intrinsic mode function, IMF)分量剔除算法,将噪声和虚假干扰成分从信号内分离,对含有故障信息的敏感IMF分量重构,然后通过对重构信号相空间的重构,建立Volterra自适应预测模型,获取模型参数,最后计算模型参数向量的形态学分形维数,并将其作为量化的特征参数用于发动机工作状态和故障类型的识别。通过对实测发动机声振信号的分析,结果表明,该方法可有效提取发动机的状态特征信息,实现发动机异响的故障诊断。     

土体障碍物超声探测信号小波包特征分析方法

利用小波包分解方法,对土体中障碍物的超声探测信号进行分析。选用sym8小波基函数进行6层小波包分解,并截取信号能量集中的前16个频带进行细致分析,从小波包频带能量、小波包频带能量熵、小波包频带能量矩三个角度对信号进行对比。结果显示,存在障碍物位置处信号和不存在障碍物位置处信号的小波包频带能量熵大致相等,不能作为信号识别及障碍物判断的方法,而小波包频带能量和小波包频带能量矩在部分频带上差异明显,可以作为信号识别及判断的方法。     

一种基于EMD和小波阈值的桥梁振动信号混合去噪方法

在对桥梁进行健康监测的过程中,桥梁振动信号易受外部环境干扰而产生噪声,影响桥梁真实振动数据的获取与分析.为了减少噪声带来的影响,提出一种基于经验模态分解法(EMD)与小波阈值的混合去噪方法.该方法先通过EMD分解信号获得高频固有模态函数(IMF)分量,然后选取IMF分量使用小波阈值去噪,最后重构IMF分量获得去噪后的信号.结果 表明,基于EMD和小波阈值混合去噪能有效地滤除干扰噪声信号,且去噪效果优于单一的EMD分解去噪法和小波阈值去噪法.这一结果为桥梁振动信号的去噪处理提供了有意义的参考.     

环境激励下基于小波能量互熵的结构损伤诊断方法

环境激励下的结构响应是一个随机过程,结构发生破损时其响应将随之变化,可将描述随机过程特性的参数作为评判结构状况的指标.熵是测量随机过程不确定性的一个比较方便的方法,能够用于高斯及非高斯分布的情况.在小波分解的基础上建立了小波能量互熵的概念,提出了一种环境激励下用小波能量互熵诊断结构损伤的方法.用ANSYS建一个桥的模型,以此为对象进行研究,获取加速度响应信号,用小波进行分解,得出了不同损伤状态下模型的小波能量熵,分析结果验证了该方法的有效性.     

小波能量商在汽车发动机故障诊断中的应用

考虑发动机断火之后对振动信号的影响,基于4层小波包分解重构信号能量,构造了小波包能量商无量纲指标.通过该指标提取发动机断火前后信号的能量特征作比商,充分考虑了断火之后振动信号能量的阶跃特性,定量分析断火后信号能量变化的程度.采集东风EQ6100汽油发动机缸体正常、活塞敲缸异响、活塞销异响以及曲轴轴承异响等4种工况的振动信号,并应用小波能量商指标对试验信号进行分析,取得很好的效果.试验结果表明,小波能量商可以对发动机不同故障准确地识别分类.     

基于EMD和HHT的内燃机瞬时转速信号分析

简述了经验模态分解(EMD)和Hilbert-Huang变换(HHT)的基本方法和原理,对4缸汽油机在转速2 500 r/min、扭矩83.6 N.m工况下的瞬时转速信号进行了EMD分解,将分解后的各个固有模态函数(IMF)分量作了HHT变换和FFT变换,得到了各IMF分量的瞬时频率和瞬时幅值随时间变化的关系,结合内燃机理论,分析各个分量产生的原因。研究结果表明,EMD算法能够有效地分离瞬时转速信号中的各个频段的信息,并且各IMF分量都有其物理意义。     

基于蚱蜢算法优化变分模态分解的滚动轴承故障诊断

针对变分模态分解(VMD)在处理实际信号无法预先掌握其分解参数(K,α)而限制其使用，以及包含故障信息的特征参数的选取问题，提出了自适应变分模态分解(AVMD)算法。该算法首先以所分解模态的平均包络信息熵和包络峭度两种指标融合作为目标函数，利用蚱蜢算法(GOA)寻优，获取VMD的分解参数(K_op,α_op),接着对原始振动信号进行VMD分解，通过能量百分比的计算，选取能量90%及以上的敏感模态，对其多域联合的特征参数构建特征向量，最后利用支持向量机(SVM)对滚动轴承的四种状态进行识别。通过滚动轴承数据集分析表明，采用AVMD方法提取的故障特征比EMD、EEMD、传统VMD以及PSO-VMD等方法提取的故障诊断特征的故障模式识别准确率更高，在测试数据集上的准确率达到99.166 7%。     

小波能量熵在疲劳驾驶检测中的应用

用转向盘转向小波能量熵的分布来衡量转向操作的不平稳性,不涉及转向具体角度,受道路线形影响小,因此理论上采用转向熵的驾驶疲劳检测方法比采用具体转向值具有更高的精度.在此之前需确定转向熵与驾驶疲劳之间的关系.模拟驾驶实验表明,转向小波能量熵与疲劳程度之间存在正相关关系.首先去除转向盘转向信号中道路线形影响,然后利用Daubechies小波对其进行分解,以200 s为信号采样长度计算转向信号沿第5尺度的小波能量熵分布,并利用平滑修正窗修正偶然因素对能量熵分布的影响,发现随着疲劳的加深,转向能量熵呈上升趋势.对实验样本分析表明,驾驶员在疲劳发展过程中能量熵变化范围为0.05～0.24:最大值在0.16～0.24之间,最小值在0.05～0.11之间.驾驶人进入深度疲劳时转向小波能量熵比刚刚出现疲劳迹象时要增长50％～60％.     

基于自适应奇异值标准谱和EMD的柴油机故障诊断

针对柴油机多发故障,提出了自适应奇异值标准谱和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)相结合的故障诊断模型。通过计算平均最近邻域发散度和奇异值标准谱的方法自适应地选择奇异值分解的嵌入维数和重构阶数,提高了奇异值分解降噪的精度。对降噪后的信号进行EMD分解,并利用调整余弦相似度标准提取反映信号真实特征的主固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),进而提取故障特征参数。将此模型应用于F3L912柴油机进气门漏气、单缸失火和多缸失火等故障的诊断,通过提取峭度和过零率作为故障特征,获得了较高的故障分类准确率。     

基于融合技术的BP算法在发动机诊断中的应用

主要融合了怠速控制阀信号、喷油驱动器信号及水温传感器信号,设计了通过提取信号特征值,应用神经网络故障识别系统诊断发动机怠速不良故障。信号特征以各自信号的特点提取,其中怠速控制阀信号为脉宽调制信号,选取脉宽及幅值等参数为特征;喷油驱动器信号也为脉宽调制信号,选取喷油时间和峰值电压等为特征;水温信号因其为慢速变化信号,取不同阶段的水温为特征。神经网络的BP算法加入动量项法和动态参数两阶段调整法进行改进。     

微型车发动机机电一体实训台架故障设置装置的设计方案

当今,汽车发动机电控技术日新月异,革新速度十分迅速,尤其是传统汽车燃油供给及电子点火系统作为现代汽车发动机控制系统电子的核心,是发动机检测维修从业人员必须掌握的基本技能。同时,发动机电控系统的故障不再像传统类型那样概括为纯油回路或电路故障,但故障应归纳为传感器部分,ECM部分,执行器或管线部分。传统的故障诊断方式无法满足当代汽车技术革新带来的维修需求,现有的发动机训练装置拆装装配困难,机电设备和设备成本高等因素提高对车辆维修人员和受训人员的要求更高。本文针对上述问题开发了微型汽车发动机机电一体化培训平台。     

高压共轨柴油机高海拔性能仿真研究

采用GT-Power软件建立了高压共轨柴油机工作过程模型,研究了等油量和等空燃比条件下柴油机性能随高原环境条件的变化规律。结果表明:等油量下,柴油机扭矩和燃油消耗率在海拔3 000 m以内中高转速范围基本保持不变;在海拔4 000 m以上标定转速下增压器超速,海拔5 000 m,900 r/min时发动机因空燃比过低而无法运行。等空燃比下,同0 m海拔相比,海拔5 000 m不同转速下发动机燃油消耗率平均增加7.2%,扭矩平均下降近40%,动力性下降严重。等油量或等空燃比方法不符合我国高原实际情况,需要建立新的柴油机性能高海拔修正或预测方法。     

EGR回路喷甲醇在柴油机上的应用研究

在YC6A220C柴油机上进行了进气道喷甲醇结合EGR的试验研究,在保持原柴油机动力性基本不变的基础上,研究了在不同负荷下,选用不同的EGR率和不同甲醇消耗率对原机的动力性、经济性、NOx和炭烟排放的影响。研究结果表明:单纯地使用EGR对于降低NOx效果比较明显,但是难以同时降低炭烟的排放,尤其当EGR率超过30%时,随着EGR率或者负荷的增加炭烟也急剧增加。向回路喷入适量甲醇后,不但可以保证NOx排放减少,而且炭烟排放也可以大幅度降低。在1 500r/min(最大扭矩转速)下,在EGR率为20%~35%,甲醇消耗率为50~70g/(kW·h)范围内,可以同时降低NOx和炭烟排放。发动机的动力性和燃油消耗略有降低,排放水平均低于燃用0号柴油。     

基于多尺度核独立元分析与核极限学习机的柴油机故障诊断

为提高柴油机故障诊断速度和精度,提出了基于改进多尺度核独立元分析与量子粒子群优化核极限学习机的故障诊断方法。首先利用固有时间尺度分解对缸盖振动信号进行多尺度时频分解,并根据故障敏感度参数筛选有效分量以实现振动冲击特征增强;然后利用核独立元分析消除有效分量间的频带混叠,分离故障敏感频带,并提取各频带的AR模型参数、多尺度模糊熵和标准化能量矩构造联合故障特征向量;最后建立基于量子粒子群优化的核极限学习分类器实现柴油机故障诊断。试验结果表明,该方法有效增强了缸盖振动信号中的故障敏感特征,提高了柴油机故障诊断速度和精度,故障分类准确率达到98.45%。     

电控汽油机燃用高比例甲醇汽油的改造

为解决电控汽油机在燃用高比例甲醇汽油时受空燃比自适应控制限制不能正常运转的问题,设计了能够嵌入电控单元与喷油器之间的喷油脉宽信号处理器,能够按照经过优选设定的增益对电控单元输出的喷油脉宽信号进行扩展,将燃用高比例甲醇汽油时的空燃比维持在理论空燃比附近。与燃用汽油相比,发动机在燃用M85甲醇汽油时的动力性略有降低,排放指标基本相当,能量消耗率则略有上升。     

二甲醚燃料供给系统研究现状及发展趋势

摘要：介绍了国内外二甲醚发动机燃料供给系统研究概况,包括油泵一油管一油嘴系统和共轨式燃料供给系统。二甲醚粘度低导致燃油供给系统磨损和泄漏是二甲醚发动机实用化面临的主要问题。针对可控预混合燃烧二甲醚发动机开发的一种用隔膜泵、磨损自补偿喷油器或者独立润滑喷油器构成的燃料喷射系统,有望从本质上解决上述问题,成为未来的一个发展方向。     

495ZLQ柴油机参数匹配与性能计算分析

利用发动机模拟计算软件BOOST建立了495ZLQ柴油机的计算分析模型,探讨分析了不同增压器型式、排气管结构、压缩比及供油提前角等匹配参数对整机性能的影响,并确定了较合适的匹配参数。对选定的柴油机优化方案进行了标定转速3 200 r/min和最大扭矩转速2 200 r/min下的负荷特性模拟计算分析与试验验证。结果表明,模拟计算结果与试验值较为一致,柴油机性能符合预定的目标,为该柴油机改进设计与试验研究提供理论依据和研究方向。