PDF《发动机滑动轴承故障定量诊断方法》

17 第3期王巍, 等: 发动机滑动轴承故障定量诊断方法

2 .

2 .

2 故障系数 根据功率谱图可得出特征频带内的总功率及功 率谱密度最大幅值 ,将故障谱图中特征频带内的总 功率 P1( 或功率谱密度最大幅值 A1 ) 与正常功率谱 图中特征频带内的总功率 P0 ( 或功率谱密度最大幅 值A0 ) 相比较, 得SP =P1 /P0 SA =A1/ A0 式中 : SP 、S A 为故障系数[ 8] , 如果 SP 或SA大于某 值,则表明连杆发生故障 ,利用故障系数确定连杆故 障比较直观.

3 连杆轴承故障诊断

3 .

1 故障特征量分析 当发动机曲轴转速为

1 500 r ・ min-1 时,测取 连杆轴承间隙正常与异常状态下的振动响应功率谱 值,见表

2 .由表

2 可得出如下结论. 表2不同状态下的功率谱值 Tab.

2 Values of power spectrums under different conditions 间隙状态 频带总功率/ kH z 频带功率谱密度 最大幅值/ kHz

1 . 0~

1 .

4 1 . 8~

2 .

8 1 . 0~

1 .

4 1. 8~

2 .

8 间隙正常 P0 =1

490 P0 =16

950 A0 =28 .

74 A

0 =114 .

91 工作状态 δ

3 P1 =4

917 P1 =21

950 A1 =63 .

51 A

1 =123 .

77 断火状态 δ

3 P2 =2

199 P2 =11

600 A2 =20 .

34 A

2 =81 .

46 ( 1) 在间隙改变的情况下,1 .

0 ~

1 .

4 kHz 、1 .

8 ~

2 .

8 kHz

2 个频带的特征值均发生变化, 其均能反映 连杆轴承的间隙故障. ( 2) 在1.8~2.

8 kHz 频带中, P1 /P0 的值为

1 .

29 , A1 / A0 的值为

1 .

08 ,故障系数较小 ,噪声干扰 大,非故障振动响应较大 . ( 3) 在1.0~1.

4 kHz 频带中, P1 /P0 的值为

3 .

30 , A1 / A0 的值为

2 .

21 ,故障系数值较大 ,噪声干 扰较小, 故障特征明显 , 因而选用功率谱

1 .

0 ~

1 .

4 kHz 作为故障诊断的特征频带 . ( 4) 在发动机断火情况下 ,故障缸连杆轴承功率 谱图 1.

8 ~

2 .

8 kHz 频带中的特征值大幅下降 , 这 是由于在断火之后 , 燃烧噪声消失的结果;

1 .

0 ~

1 .

4 kHz 频带的特征值也减小, 这是由于断火后连 杆轴承撞击程度降低的结果.

3 .

2 利用异响诊断仪确定连杆轴承故障特征量 用异响诊断仪测得发动机转速为

1 500 r ・ min -1 时,2 个发动机缸电压值见表

3 .由表

3 可见 , 在振动频率为

1 200 Hz 时,异响信号有较大值 , 说 明故障特征频带在

1 200 Hz 左右 ,从而进一步证明 了诊断特征参数的正确性[ 6] . 表3异响诊断仪测试结果 Tab.

3 Measuring result of hetero -sound diagnostic instrument 频率/ Hz 电压/ mV 连杆轴承故障情况下 连杆轴承正常情况下 第6缸第4缸第6缸第4缸400

1 .

5 1 .

5 1 .

5 1 .

5 700

1 .

9 1 .

8 1 .

8 1 .

8 1

200 3 .

3 2 .

6 2 .

3 2 .

1 1

800 3 .

2 2 .

5 2 .

6 2 .

5 2

600 4 .

3 3 .

5 3 .

5 3 .

0 3 .

3 连杆轴承故障诊断转速的确定 发动机表面上任一点的振动响应都是作用在发 动机上各种激励的综合效应 ,其特征与激励源特性 有关,也与发动机转速有关 .在某一转速下,某种故 障的振动信号特别明显 .确定连杆轴承故障的诊断 转速既要考虑不对发动机造成危害, 又要考虑使故 障特征更为明显, 为此 ,进行连杆轴承间隙为正常状 态与异常状态, 曲轴转速分别为

500 、900 、1

200 和1500 r・min -1 下的发动机试验 , 并对相应功率谱 图( 图

3、4) 进行比较 .结果发现发动机曲轴转速在