振动监测与故障诊断

压电式：必须使所测信号最高频率位于幅频特性曲线水平段，有足够高的共振频率

内置IC的集成加速度传感器，恒流供电阻抗变换方式，对电缆铺设要求不高

非集成式：电压干扰进入通道，要求该电容不随机壳振动而变化。因而必须紧贴机壳固定，使耦合电容值最小且不变。

应变式：粘贴式：加电桥线路，温度补偿。

非粘贴式：不粘贴于弹性元件，直接贴在活动。质量块与基座之间。电阻变化反应灵敏度高，低频特性好，稳定，易受温度湿度影响。

安装方式：绝缘：1钢螺栓安装（绝缘螺栓，钢螺栓）2双面胶（AB 胶，502胶，不耐高温，可用丙酮、酒精清洗）3石蜡（薄螺母）不耐高温

2·瞬时转速诊断内燃机故障原理

柴油机的瞬时转速是所有缸做功及负载共同作用的结果。

负载（包括轴带系，摩擦损失扭矩等）的扭矩TL为常数，即柴油机输出扭矩。

简化后，柴油机运动方程：

某缸做功能力↓，该缸转速波动峰值↓↓

某缸做功能力↓，各缸之间转速波动率↑

由波动率作功峰值变化+波动率峰值之间差值变化可检测单缸失火与功率不足故障，定位故障缸

转速波动原因：气体压力，往复惯性力

3·振动信号按频率范围分类，各振动考察什么物理量。

机械振动：1、低频振动（<10HZ）2、中频振动（10~100）3高频振动（>1000HZ）

低频：主要测量位移量-与应力相关

中频：主要测速度量-疲劳进程，振动能量正比于速度平方

高频：主要测量振幅是加速度。表征冲击力的强度

4·频谱分析

时间长度：T=N*△t，分析频率：fs=1/△t，

时间分辨率：△f=1/T，采样频率：fs=1/△t

频率分辨率：fc=Nf*△f，谱线数目参数：fs=2.5bfc，采样总数点：Nf=N/2或N/2.56

5·正常示功图的特征

2、工作过程各主要特性点符合所明书规定

3、工作过程曲线无异常波动现象

4、尾部符合不同扫气形式轨迹

6·往复式内燃机缸盖振动响应引号特征？

激励源有4个：缸内气体爆发压力冲击，排气阀节流气流产生冲击，排气阀落座冲击，进气阀落座冲击。

由于作用的时间，作用位置，传递途径不同，其振动时频，频域特性不一样，气缸盖可简化为多输入单输出系统模型。输出为振动响应信号，输入为激励信号

1、振动响应时域特性是指各激励响应信号在作用时刻及作用强度方面特征。

2、缸盖振动信号循环波动特性，指稳定运转时统一工况下不同循环间振动信号波动变化特性，主要表现在作用时间，频率成分及振动强度方面。

高压油管漏油故障后：振动信号脉冲因素↑，裕态因素↑，峰态因素↑。

排气门故障后：脉冲因素↓，峰值因素↓，峰态因素↓

取下第一道活塞环后：脉冲因素↓，峰值因素↓，峰态因素↓

7、往复式内燃机监测诊断方法

A性能参数法；经过测试形成一些列技术参数，实际测定参数与标准值差异来判断。

优：适用于工况稳定固定设备与实验室测试，原始，直观

缺：易受测试环境与测试条件影响

B振动分析法，内部零件性能状态信息通过一定传递途径到表面振动信号，故障提取振动信号包括振源信号和系统状态等信息。利用机械动力特性分析，信号特征分析进而研究工作性能。

C油液分析法：铁谱加光谱分析，光谱可准确测定润滑油中磨损元素含量，铁谱可直接了解磨粒形状成分大小等。

优：应用分元分析可取得有益结论

缺：多对摩擦副时，无法定位，不可实时在线监测，价格昂贵，操作复杂。

D瞬时转速法：大范围内曲轴瞬时转速可反映各缸工作状态。

缺：随时定位，但不可找故障原因，多缸工作，不能准确定位

压电式：必须使所测信号最高频率位于幅频特性曲线水平段，有足够高的共振频率

内置IC的集成加速度传感器，恒流供电阻抗变换方式，对电缆铺设要求不高

非集成式：电压干扰进入通道，要求该电容不随机壳振动而变化。因而必须紧贴机壳固定，使耦合电容值最小且不变。

应变式：粘贴式：加电桥线路，温度补偿。

非粘贴式：不粘贴于弹性元件，直接贴在活动。质量块与基座之间。电阻变化反应灵敏度高，低频特性好，稳定，易受温度湿度影响。

安装方式：绝缘：1钢螺栓安装（绝缘螺栓，钢螺栓）2双面胶（AB 胶，502胶，不耐高温，可用丙酮、酒精清洗）3石蜡（薄螺母）不耐高温

2·瞬时转速诊断内燃机故障原理

柴油机的瞬时转速是所有缸做功及负载共同作用的结果。

负载（包括轴带系，摩擦损失扭矩等）的扭矩TL为常数，即柴油机输出扭矩。

简化后，柴油机运动方程：

某缸做功能力↓，该缸转速波动峰值↓↓

某缸做功能力↓，各缸之间转速波动率↑

由波动率作功峰值变化+波动率峰值之间差值变化可检测单缸失火与功率不足故障，定位故障缸

转速波动原因：气体压力，往复惯性力

3·振动信号按频率范围分类，各振动考察什么物理量。

机械振动：1、低频振动（<10HZ）2、中频振动（10~100）3高频振动（>1000HZ）

低频：主要测量位移量-与应力相关

中频：主要测速度量-疲劳进程，振动能量正比于速度平方

高频：主要测量振幅是加速度。表征冲击力的强度

4·频谱分析

时间长度：T=N*△t，分析频率：fs=1/△t，

时间分辨率：△f=1/T，采样频率：fs=1/△t

频率分辨率：fc=Nf*△f，谱线数目参数：fs=2.5bfc，采样总数点：Nf=N/2或N/2.56

5·正常示功图的特征

2、工作过程各主要特性点符合所明书规定

3、工作过程曲线无异常波动现象

4、尾部符合不同扫气形式轨迹

6·往复式内燃机缸盖振动响应引号特征？

激励源有4个：缸内气体爆发压力冲击，排气阀节流气流产生冲击，排气阀落座冲击，进气阀落座冲击。

由于作用的时间，作用位置，传递途径不同，其振动时频，频域特性不一样，气缸盖可简化为多输入单输出系统模型。输出为振动响应信号，输入为激励信号

1、振动响应时域特性是指各激励响应信号在作用时刻及作用强度方面特征。

2、缸盖振动信号循环波动特性，指稳定运转时统一工况下不同循环间振动信号波动变化特性，主要表现在作用时间，频率成分及振动强度方面。

高压油管漏油故障后：振动信号脉冲因素↑，裕态因素↑，峰态因素↑。

排气门故障后：脉冲因素↓，峰值因素↓，峰态因素↓

取下第一道活塞环后：脉冲因素↓，峰值因素↓，峰态因素↓

7、往复式内燃机监测诊断方法

A性能参数法；经过测试形成一些列技术参数，实际测定参数与标准值差异来判断。

优：适用于工况稳定固定设备与实验室测试，原始，直观

缺：易受测试环境与测试条件影响

B振动分析法，内部零件性能状态信息通过一定传递途径到表面振动信号，故障提取振动信号包括振源信号和系统状态等信息。利用机械动力特性分析，信号特征分析进而研究工作性能。

C油液分析法：铁谱加光谱分析，光谱可准确测定润滑油中磨损元素含量，铁谱可直接了解磨粒形状成分大小等。

优：应用分元分析可取得有益结论

缺：多对摩擦副时，无法定位，不可实时在线监测，价格昂贵，操作复杂。

D瞬时转速法：大范围内曲轴瞬时转速可反映各缸工作状态。

缺：随时定位，但不可找故障原因，多缸工作，不能准确定位