专利名称：内燃机燃烧质量监测诊断方法
技术领域：
本发明属于内燃机状态监测与诊断，尤其涉及一种内燃机燃烧质量监测诊断方法。
背景技术：
内燃机燃烧质量状态变差是一种常见故障，单缸或多缸内燃机质量变差将导致内燃机动力性下降、经济性变差、振动噪声增大、可靠性变坏和排放污染增加等，严重时甚至无法继续运转，所以对于内燃机各缸燃烧质量进行状态监测与故障诊断具有重要的意义。柴油机燃烧状态好坏对于柴油机的动力性、经济性及排放等性能有较大的影响，实时监测柴油机燃烧状态对于保持柴油机良好的技术性能具有重要帮助。目前监测柴油机燃烧状态的方法有气缸压力法需要在气缸内嵌入压力传感器， 长期的高温高压环境易导致传感器损坏。瞬时转速和瞬时扭矩的测量比较复杂，一般需停机安装测量设备，调试时间较长。排气噪声信号测取相对较简单，但易受环境因素干扰。很多参考文献都有报道，柴油机缸盖振动信号和缸内燃烧状态关系密切，且振动信号测量方便，因此利用振动信号可以对缸内燃烧状态进行评估和故障诊断。但是，柴油机缸盖表面振动信号是由不同零部件或不同激励源激发的信号叠加耦合而成，呈现出非平稳周期循环特征，柴油机早期燃烧不正常引起缸盖振动信号的变化常常被其它信号干扰，从时域波形、频谱分析上不易识别。小波变换是非平稳信号分析的主要方法，能从时频空间上揭示柴油机缸盖瞬态冲击信号的表现特征；同时，可以利用配气相位与各缸做功的关系，实现各缸燃烧状态特征提取及监测。然而，由于柴油机早期燃烧不正常特征微弱，再加上柴油机循环波动的影响，每个工作循环的特征是变化的，因而监测效果并不理想。文献(贾继德等人在《内燃机工程》，2005、26(6) : 72-75.发表的论文《基于抽区间采样的内燃机状态监测方法研究》)针对内燃机非平稳复杂信号，提出基于抽区间采样的内燃机状态监测方法。然而，该方法只是局限于对每个工作循环特定区间的信号的特征提取，可以缩短数据长度，突出局部时间段信号特征，并不能削弱循环波动的影响，因而不适合于内燃机燃烧的监测与诊断。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种利用缸盖振动信号对内燃机燃烧质量监测诊断方法，实现内燃机各缸燃烧质量状态监测与精确诊断的目的。不仅可以突出状态特征，有效地识别柴油机燃烧不正常故障，而且能够在很大程度上减少其它干扰。本发明为实现上述目的，采用以下技术方案一种内燃机燃烧质量监测诊断方法，对于内燃机缸盖振动信号按工作循环进行分段、等角度重采样，然后采用小波变换提取信号中的非平稳周期循环特征，将多个工作循环角频分布矩阵相加，计算各缸能量与总能量之比并进行排序，实现内燃机燃烧质量的监测诊断，具体步骤如下
(I)在内燃机安装振动传感器及第I缸上止点传感器；(2)同步采集一定长度的缸盖振动信号、第I缸上止点信号；所述采集信号长度至少包含内燃机的三个工作循环；(3)依靠第I缸上止点信号对振动信号按工作循环进行分段，获得多个不同长度的数据序列# (O、xTl (O、ΧΓ} (O…Xr"' (O，其中t表示时间， \、Τ2、Τ3、Λ、Tm表示采样数据中内燃机实际的工作循环，m表示工作循环个数；(4)按每个工作循环720° CA进行插值处理，获得长度相同的等角度数据序列
权利要求
1.一种内燃机燃烧质量监测诊断方法，其特征是对于内燃机缸盖振动信号按工作循环进行分段、等角度重采样，然后采用小波变换提取信号中的非平稳周期循环特征，将多个工作循环角频分布矩阵相加，计算各缸能量与总能量之比并进行排序，实现内燃机燃烧质量的监测诊断，具体步骤如下 (1)在内燃机上安装振动传感器及第I缸上止点信号传感器； (2)同步采集一定长度的缸盖振动信号、第I缸上止点信号，所述采集信号长度至少包含内燃机的三个工作循环； (3)依靠第I缸上止点信号对振动信号按工作循环进行分段，获得多个不同长度的数据序列.#(/)、./:(,)、X7-(I)..../"_(/)，其中t表示时间，m Λ、^表示采样数据中内燃机实际的工作循环，m表示工作循环个数； (4)按每个工作循环720° CA进行插值处理，获得长度相同的等角度数据序列
2.根据权利要求I所述的内燃机燃烧质量监测诊断方法，其特征是所述振动传感器为压电式加速度传感器，安装于缸盖上；第I缸上止点传感器采用光电式或磁电式或霍尔式或油压式，安装方式为固定安装或夹持式安装。
全文摘要
本发明涉及一种内燃机燃烧质量监测诊断方法，其特征是对于内燃机缸盖振动信号按工作循环进行分段、等角度重采样，然后采用小波变换提取信号中的非平稳周期循环特征，将多个工作循环角频分布矩阵相加，计算各缸能量与总能量之比并进行排序，实现内燃机燃烧质量的监测诊断。有益效果本发明通过采集内燃机缸盖振动信号及第1缸上止点信号，提取内燃机燃烧信号的非平稳周期循环特征并进行增强处理，对于增强后的各缸能量与总能量之比进行计算，实现内燃机各缸燃烧质量状态监测与精确诊断的目的。
文档编号G01M15/05GK102944427SQ201210524258
公开日2013年2月27日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者贾继德, 江红辉, 曾锐利, 杨万成, 肖云魁, 陈安宇, 陈祥龙 申请人:中国人民解放军军事交通学院