基于振动分析的气门间隙异常故障诊断

摘要

在发动机各种类型故障中与气门间隙异常相关的故障占了很大比例，所以针对此类型故障的诊断具有重要意义。本文以DA462型发动机为研究对象，对于基于振动分析的气门间隙异常故障诊断进行了分析和研究。 在本论文中，以发动机结构及运转特性等分析为基础，确定了燃烧激励、活塞敲击激励、惯性力激励、气门落座冲击和气门开启节流冲击为发动机的主要激励源，并且分析了发动机振动的传播路径；结合本课题的研究内容，合理的选择了燃烧激励响应和排气门开闭激励响应作为故障特征信号；通过详细地研究振动信号分析方法，采用了时域分析和频域分析相结合的信号分析方法。 在分析了现代振动测试技术的基础上，成功的搭建了一套实用的振动信号测试系统，通过实验，验证了该系统能够准确的获得故障特征信号。采用双排不进的气门间隙调整法将气门间隙调整为0.15mm、0.25mm、0.35mm和0.45mm，其中0.15mm为正常间隙，用其它的数值模拟气门间隙异常。通过本课题搭建的测试系统测得不同转速和不同间隙下的振动信号，总结出发动机转速对故障特征信号的影响情况，以及不同间隙对故障特征信号的影响程度；通过理论分析确定故障特征信号的频带，再观察这个频带随间隙调整的变化状况，这样通过对实测故障信号和正常信号的对比分析，提出了一种行之有效的内燃机故障诊断方法。 通过对DA462型发动机的实验验证，证明了本课题提出的基于振动分析的气门间隙异常的故障诊断方法，具有简单、准确和实用性强的特点。