光谱油料分析故障诊断对柴油机磨损的应用研究

利用时柴油机磨损试验中采集的润滑油的光谱油料分析数据，研究了对光谱油料分析数据的处理方法，主要采用一元线性回归分析、多元线性回归分析和时间序列分析的方法。对主要的磨损元素浓度值和运行时间建立一元线性回归模型；对几种具有相关关系的磨损元素浓度值建立多元线性回归模型；利用时序分析理论对光谱仪所得到的具有一定大小、顺序和相关性的磨损元素浓度值的随机序列进行建模，实现对柴油机磨损状态的预测，为进一步的故障诊断打下基础。     

基于磨损元素比例特征的发动机磨损状态诊断

针对不连续采样时的车用发动机磨损故障诊断问题,基于摩擦磨损原理和摩擦副元素之间的相关性,提出了基于比例特征的发动机磨损状态模糊优选诊断方法,建立了发动机磨损变化的比例模型,研究了摩擦副主要磨损元素之间在磨损过程中的比例关系,运用模糊优选理论实现了发动机磨损状态的诊断。通过典型磨损状态的油样光谱分析数据验证了该诊断方法的有效性,解决了车用发动机在不连续采样情况下的磨损故障诊断难题。     

刮渣斗与紧邻滚刀夹角对滚刀磨损影响研究

针对新疆某输水工程所用的多种TBM刀盘,为研究不同刀盘在掘进过程中滚刀磨损差异,从现场2台TBM(4~#和5~#)滚刀实测磨损数据入手,利用数值归纳方法研究了刮渣斗数量、刮渣斗与紧邻滚刀夹角对滚刀磨损的影响。通过向量分析方法得到以下结论:1)刮渣斗的布设数量对滚刀磨损的影响较为显著,刮渣斗布设多的滚刀磨损较小,刀盘设计时应多布设刮渣斗。2)滚刀应尽量布设在紧邻前方刮渣斗处。3)相邻刮渣斗之间布设多把滚刀时,应确保外侧滚刀紧邻前方刮渣斗布设。     

汽车变速器同步器磨损寿命的预测及评价

为准确考核及评价汽车变速器同步器磨损寿命,根据同步器的磨损特征,结合道路使用试验、换挡载荷谱的采集与处理以及疲劳磨损理论模型,建立了同步器磨损寿命预测的计算模型和评价方法。利用所建立的模型和评价方法,通过台架试验对某微型车AMT同步器磨损寿命进行了考核及评价。结果表明,所建立的同步器磨损寿命预测模型可准确预测和评价同步器磨损寿命,与实际磨损量的最大误差在15%以内。     

车辆发动机缸套—活塞环磨损试验研究

为了实现对车辆发动机缸套—活塞环磨损失效分析和仿真计算,以缸套—活塞环摩擦副为研究对象,制作与缸套—活塞环相同材料的磨损试样,采用拉丁超立方法设计了模拟缸套上止点附近磨损的8组不同压力与速度的试样磨损试验。依据磨损试验数据,分析了缸套试样的磨损质量和磨损率的变化过程;通过试样表面电镜扫描,分析了缸套试样不同磨损阶段的表面形貌特征;采用响应面拟合方法,建立了不同工况下Archard黏着磨损模型中磨损系数K的计算公式,为发动机缸套—活塞环磨损仿真计算提供基础。     

一种岩石磨蚀性实验

在TBM、盾构掘进过程中刀具磨损难以预测,一旦出现部分刀具磨损严重而未及时更换,则会影响整个刀盘刀具的寿命,将给施工工期和工程的经济效益带来严重的影响。为有效预测刀具磨损状况,从岩-机结合的角度出发,开展一种新的岩石磨蚀性实验方法研究。详细介绍该实验方法的原理、设备和具体操作方法及数据分析,并以广州地铁某施工项目为研究对象,通过岩石磨蚀性实验数据和现场刀具磨损数据的对比分析验证该实验研究方法的可靠性,并提供岩石磨蚀性指标参数来指导隧道工程的施工。     

盾构刀具磨损机理及预测分析

为准确判断和预测盾构刀具服役寿命周期,指导盾构掘进施工,采用理论分析推导和实测工程数据分析的方法,对盾构隧道掘进过程中的刀具磨损机理和磨损预测模型进行分析研究。基于金属摩擦学理论,分析得到盾构刀具磨损主要由磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损3种机制共同组成,其中磨粒磨损和黏着磨损是盾构刀具磨损的主要原因。针对盾构掘进刀具磨损定量计算,考虑磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损共同作用,结合Rabinowicz磨粒磨损、Archard黏着磨损和疲劳磨损计算公式,引入科罗拉多矿业大学滚刀破岩力学模型和中南大学切刀破岩力学模型,推导得到盾构滚刀和切刀磨损预测通用计算模型;基于大连某盾构区间的复杂地层刀具磨损实测数据,借助于MATLAB软件编程,对实测数据进行分析,并与预测模型计算值对比。结果表明:模型预测值与实测磨损数据的误差小于15%,表明了预测模型具有较好的准确性;采用该模型对不同地层条件下刀具磨损量预测可行,研究结果对盾构掘进中的刀具磨损预测和开仓换刀时机选择具有较好的指导意义和工程实际意义。     

基于虚拟样机的发动机活塞销故障诊断研究

活塞销在工作中产生故障的原因主要是磨损，活塞销的磨损会导致不同的活塞销间隙；同时，发动机运转过程中工况会随时变化，对外表现就是发动机转速的变化以及作用在活塞上的燃气压力的变化。利用PRO／E软件建立单缸发动机参数化模型，导入ADAMS建立虚拟样机并仿真分析不同工况且不同活塞销状态下工作情况，然后对数据进行了三种方法的分析，得出基于虚拟样机的活塞销故障诊断方法和结论。     

基于加速度波形分析的轮胎运行特征提取和磨损检测方法

针对智能轮胎的实时磨损监测需求，提出了一种新型轮胎磨损检测方法，使用三轴加速度传感器集成设备对轮胎进行加速度波形采集，使用凯撒最大化正态方差法对加速度波形特征进行主成分分析，基于分析结果进行波形特征值提取与筛选，并通过误差反向传播（BP）神经网络对筛选后的特征值数据进行训练，实现轮胎磨损值的实时检测。最后基于实车检测数据进行了测试与对比，结果表明该算法能在较低的算力需求下，将磨损检测的平均误差降低到0.1 mm。     

TBM盘形滚刀重复破碎与二次磨损规律研究

秦岭隧道TB880E掘进机在施工过程中积累了大量宝贵而完整的滚刀磨损统计数据,为深入研究滚刀磨损规律和磨损机制提供了依据。从TB880E现场实测滚刀磨损数据入手,结合TB880E滚刀一次破岩体积的理论计算结果,建立了滚刀磨损量与一次破岩体积的关系;对滚刀单位破岩体积磨损量进行分析,得到了滚刀单位破岩体积磨损量与滚刀安装半径的关系曲线,总结出刀盘上滚刀磨损的4个区域,分析了不同区域滚刀磨损的机制;首次提出滚刀重复破碎与二次磨损的定量计算方法,得到了TB880E滚刀重复破碎体积与二次磨损量的分布规律。研究表明： 正面滚刀磨损的主要影响因素是一次破碎,而边缘滚刀的主要影响因素是重复破碎引起的二次磨损。     

柴油机全寿命振动试验及特征分析

研究了基于振动的柴油机寿命评估中特征提取及优选问题。通过对某型号柴油机台架考核试验进行全程振动监测记录,以考核期350 h~600 h数据为基础,分析了振动特征随柴油机使用时间的变化趋势。通过拟合误差分析、相关分析和基于欧式距离的最近邻识别方法对振动信号的特征参量进行优化选择,得到了能够反映柴油机状态的有效特征。样本的识别验证表明,基于振动参数的柴油机寿命评估是有效的。     

基于振动信号的柴油机进排气系统故障诊断研究

提出了一种根据柴油机气缸盖振动信号诊断进排气系统故障的方法 ,介绍了对柴油机的振动信号进行小波降噪和小波分解 ,提取相应特征向量 ,然后将振动样本的特征向量作为径向基函数神经网络的输入参数 ,以故障类别作为输出参数训练该网络 ,训练后的神经网络可以利用测量的振动信号来判断柴油机的故障状况。仿真和试验证明该方法有效可行     

基于灰靶理论和排放分析的柴油机状态评估

论述了利用废气排放分析进行柴油机状态评估的方法,运用灰靶理论靶心构造原理从多组模式中确定出标准模式,对不同的模式进行靶心接近度计算,实现了对柴油机状态的评估。实例表明,利用灰靶理论可以进行不同排放模式的识别,能实现柴油机状态的准确评估。     

柴油机相似性的模糊灰色评估方法研究

针对柴油机案例知识获取的需求,提出了一种基于模糊数学和灰色关联分析的柴油机相似性评估方法。该方法选择了柴油机的九种特征属性作为评估的依据,根据属性分类的不同采用不同的方法进行处理,其中重点介绍了对模糊概念属性的三角模糊处理方法,并利用灰色关联分析对柴油机的整体相似性给出了评估。最后对方法进行了算例验证说明。     

车用发动机前端辐射声源的小波分析与识别

根据连续小波变换具有较二进离散小波变换和小波包变换更精细的尺度分辨率的特点，研究了适用于工程应用的发动机表面辐射声信号小波变换结果的表述方法，并以一台车用增压柴油机前端表面辐射噪声的测量和识别分析为例，提出了一种车用发动机主要噪声源诊断和识别的测试分析方法。文中还将声信号测量识别的结果与表面振动信号识别的结果做了比较，两者是吻合的。     

基于柴油机考核工况的活塞高周疲劳寿命预测

针对柴油机台架耐久性试验规范规定的柴油机考核方法及工况,建立了多工况循环载荷作用下活塞高周疲劳寿命预测流程;采用Abaqus有限元分析软件建立活塞温度及应力计算模型,通过与试验数据对比进行模型标定,计算了各工况下活塞温度场及应力;采用Femfat软件考虑温度场及各种修正因素的影响对活塞单工况下高周疲劳寿命进行预测,采用双线性累积损伤准则对柴油机考核工况下活塞疲劳寿命进行预测。结果表明:采用双线性累积损伤准则可便捷地进行多工况周期性载荷下活塞高周疲劳寿命预测;活塞冷却油腔位置处寿命最低,但可满足柴油机考核使用要求。     

基于正交设计的柴油机控制参数影响显著性分析研究

应用正交设计法对电控柴油机控制参数影响作用进行显著性分析研究;阐速了正交设计方差分析的具体方法;设计了具有交互作用的正交表,得到了标定工况不同方案下柴油机的燃油消耗率;通过交互作用正交设计方差分析获得了喷油提前角、进气门开启时刻、排气门开启时刻以及三参数两两交互对燃油消耗率的影响,并对标定工况下参数影响显著性进行了排序...     

柴油机活塞拉缸实例分析和试验研究

针对某 4缸柴油机第 2缸出现的活塞拉缸事故 ,采用硬度塞法对其活塞温度场进行了实机测量 ,对活塞燃烧室底部烧穿的样品进行了金相分析。经分析表明 ,该型柴油机活塞的工作温度状态在标定功率下已达到了安全极限。最后从加强对活塞的冷却散热角度出发 ,提出了改进措施 ,并进行了实机试验     

柴油添加剂功效判断的非台架试验方法研究

研究开发出一种评价柴油添加剂功效好坏的非台架试验判断法———灰色相关分析法。通过测定加入待测添加剂后的柴油样品的物理性质和加入已知功效较好的柴油添加剂的柴油样品的物理性质,做出灰色相关分析,综合关联顺序以评定其功效好坏。应用这个方法,可以推断出柴油样品的表面张力是影响燃烧的主要因素,其次是黏度、十六烷值和燃点。从而,比较准确地判断柴油添加剂功效的高低。     

大功率柴油机润滑系统传热仿真计算

提出了大功率柴油机润滑系的传热仿真计算方法。采用集总参数法研究了车用柴油机润滑系的传热问题,建立了润滑系各部件的传热数学模型,编制了计算程序。对某型特种车辆柴油机润滑系的传热进行了实例计算,结果表明,仿真结果与试验值符合较好。