發(fā)布時間：2020-12-14 07:29

　　利用內(nèi)燃機表面振動信號提取燃燒激勵響應(yīng)信號,評價缸內(nèi)燃燒狀態(tài),對實現(xiàn)內(nèi)燃機燃燒過程在線監(jiān)測、閉環(huán)控制及故障診斷具有重要的理論意義和實用價值。實際應(yīng)用過程中,由于振動信號中包含有大量與燃燒無關(guān)的干擾信息,燃燒激勵響應(yīng)信號被淹沒在諸多非燃燒激勵響應(yīng)信號中,導(dǎo)致燃燒激勵響應(yīng)信號的信噪比較低,很難直接從振動信號中識別出燃燒狀態(tài)信息。本課題首先分析了燃燒激勵響應(yīng)信號與非燃燒激勵響應(yīng)信號間的耦合特點;針對振動速度和振動加速度信號中非燃燒激勵響應(yīng)信號的特點,分別研究了振動加速度信號和振動速度信號中非燃燒激勵響應(yīng)信號的剔除方法;基于仿真分析,提出了基于振動信號中與燃燒過程相關(guān)的參數(shù)描述激勵信號高頻成分含量,計算振動響應(yīng)信號與激勵信號間相位滯后角的方法。論文主要研究工作如下:1.機體表面振動信號與燃燒激勵信號間關(guān)系的理論分析實測振動信號中包含大幅值的低頻干擾信號,對該低頻信號進行頻譜分析后認為,該信號主要是由往復(fù)慣性力激勵引起。某些工況下,該信號甚至淹沒了燃燒激勵響應(yīng)信號,在振動速度信號中表現(xiàn)尤為明顯,導(dǎo)致難以基于實測振動信號識別燃燒特征參數(shù);基于Matlab/Simulink建立的振動系統(tǒng)模型,探索了... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１傳感器布置示意圖??

缸蓋罩?曲柄轉(zhuǎn)角產(chǎn)ＣＡ??圖２－２振動加速度傳感器安裝位置?圖２－３不同測點振動加速度信號??利用數(shù)據(jù)采集卡同步采集轉(zhuǎn)速８０ＣＭ４００?ｒ／ｍｉｎ、轉(zhuǎn)矩０￣５０?Ｎ．ｍ范圍的缸內(nèi)??壓力、內(nèi)燃機表面振動速度信號、振動加速度信號、磁電傳感器與飛輪齒圈產(chǎn)生??的轉(zhuǎn)角信號，以及與相位信號觸發(fā)塊產(chǎn)生的每轉(zhuǎn)一個的同步信號，各通道的采樣??頻率均為５０ｋＨｚ。數(shù)據(jù)采集完成后，參考轉(zhuǎn)角及同步信號，利用飛輪每一個齒對??應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角和齒內(nèi)的采樣點數(shù)，將振動信號和缸壓信號從時間域轉(zhuǎn)到角度域。??轉(zhuǎn)換原理如下：??圖２－４所示為飛輪齒圈信號和同步?Ｍｉ?：????同步倌號?同步俚號??信號，Ａ沒代表每一個齒對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)?ｌ６＿—：一”卜…??角，如圖中Ａ、Ｂ兩點之間對應(yīng)的曲軸?＾??轉(zhuǎn)角。ＡＡ／表示一個齒對應(yīng)的采樣點數(shù)，Ｉ丨＿?ＨＺ?１??Ｉ?Ｋ?采梓點Ｂｆ??假定曲軸轉(zhuǎn)過某個齒時的轉(zhuǎn)速近似不??變。這樣，就可以利用Ａ沒與Ａ７Ｖ之間的?－一?｜??關(guān)系將振動信號和缸壓信號進行線性插?８＿?＿?１０００?ｍｌ°?＿??采樣點致??值

缸蓋罩?曲柄轉(zhuǎn)角產(chǎn)ＣＡ??圖２－２振動加速度傳感器安裝位置?圖２－３不同測點振動加速度信號??利用數(shù)據(jù)采集卡同步采集轉(zhuǎn)速８０ＣＭ４００?ｒ／ｍｉｎ、轉(zhuǎn)矩０￣５０?Ｎ．ｍ范圍的缸內(nèi)??壓力、內(nèi)燃機表面振動速度信號、振動加速度信號、磁電傳感器與飛輪齒圈產(chǎn)生??的轉(zhuǎn)角信號，以及與相位信號觸發(fā)塊產(chǎn)生的每轉(zhuǎn)一個的同步信號，各通道的采樣??頻率均為５０ｋＨｚ。數(shù)據(jù)采集完成后，參考轉(zhuǎn)角及同步信號，利用飛輪每一個齒對??應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角和齒內(nèi)的采樣點數(shù)，將振動信號和缸壓信號從時間域轉(zhuǎn)到角度域。??轉(zhuǎn)換原理如下：??圖２－４所示為飛輪齒圈信號和同步?Ｍｉ?：????同步倌號?同步俚號??信號，Ａ沒代表每一個齒對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)?ｌ６＿—：一”卜…??角，如圖中Ａ、Ｂ兩點之間對應(yīng)的曲軸?＾??轉(zhuǎn)角。ＡＡ／表示一個齒對應(yīng)的采樣點數(shù)，Ｉ丨＿?ＨＺ?１??Ｉ?Ｋ?采梓點Ｂｆ??假定曲軸轉(zhuǎn)過某個齒時的轉(zhuǎn)速近似不??變。這樣，就可以利用Ａ沒與Ａ７Ｖ之間的?－一?｜??關(guān)系將振動信號和缸壓信號進行線性插?８＿?＿?１０００?ｍｌ°?＿??采樣點致??值

【參考文獻】：
期刊論文
[1]缸蓋表面各振動響應(yīng)信號耦合關(guān)系的分析[J]. 王洋,程勇,紀(jì)少波,蘭欣.  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(04)
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[3]EMD小波閾值去噪在海工物探中的應(yīng)用[J]. 呂邦來,張雙喜,覃繼.  港工技術(shù). 2014(06)
[4]汽/柴油混合燃料對柴油機燃燒與排放特性影響的試驗研究[J]. 于超,王建昕,王志,帥石金.  內(nèi)燃機工程. 2013(05)
[5]獨立分量分析在柴油機缸蓋振動信號分離中的應(yīng)用[J]. 康斌,向陽.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2012(04)
[6]Source Separation of Diesel Engine Vibration Based on the Empirical Mode Decomposition and Independent Component Analysis[J]. DU Xianfeng,LI Zhijun,BI Fengrong*,ZHANG Junhong,WANG Xia,and SHAO Kang State Key Laboratory of Engines,Tianjin University,Tianjin 300072,China.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2012(03)
[7]基于MEEMD的內(nèi)燃機機體活塞敲擊激勵與燃燒爆發(fā)激勵分離研究[J]. 鄭旭,郝志勇,盧兆剛,楊驥.  振動與沖擊. 2012(06)
[8]采用改進的集總平均經(jīng)驗?zāi)�態(tài)分解法的內(nèi)燃機氣門拍擊激勵與燃燒激勵分離的研究[J]. 鄭旭,郝志勇,金陽,盧兆剛.  汽車工程. 2011(11)
[9]基于缸蓋振動的柴油機噴油、燃燒信息檢測研究[J]. 史玉鵬,劉建敏,許世永,賀立峰.  車用發(fā)動機. 2011(03)
[10]基于EMD-Wigner-Ville的內(nèi)燃機振動時頻分析[J]. 蔡艷平,李艾華,王濤,姚良,許平.  振動工程學(xué)報. 2010(04)

博士論文
[1]車輛與內(nèi)燃機振聲信號盲分離及噪聲源識別的研究[D]. 鄭旭.浙江大學(xué) 2012
[2]基于振動信號評價柴油機缸內(nèi)燃燒狀態(tài)的研究[D]. 唐娟.山東大學(xué) 2010
[3]基于柴油機缸蓋振動加速度信號提取缸內(nèi)燃燒過程信息的研究[D]. 紀(jì)少波.山東大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于振動信號識別缸內(nèi)壓力的研究[D]. 黃敏莉.山東大學(xué) 2012
[2]基于小波變換與獨立分量分析的內(nèi)燃機噪聲源識別技術(shù)研究[D]. 王世棟.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[3]基于希爾波特—黃變換（HHT）的海洋平臺結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別方法研究[D]. 劉俊斐.中國海洋大學(xué) 2007



本文編號：2916068