柴油机振动分析研究
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ＤＦ Ｅ Ｄ系统 等 ， 可在不 解体 的条件 下诊断一 些常 见的柴 油机
故障 。 柴油机是一个非常复杂 的动 力系统 ， 结构及机 械运动 其 形式 的复杂性 ， 产生振动因素的多样性 ， 决定着振声法诊断柴
复运 动部件运动时产生的往复惯 性力 ， 与各运动部 件的质 它
量成 正比 ； 曲轴飞轮等旋转部件产生的离心惯性力 。 三是 当柴 油机 出现故障时 ， 各作 用力会产生相应 的变化 ， 可通 过检测 、 分析 柴油机不 同位 置 的振 动信 号来判 别故 障位置 及故 障原
系统 。
关键词： 柴油机 振动分析
中 图分 类号 ：Ｈ１ ７ Ｔ ７ ０
诊断系统
文章 编号 ： ０ ６８ （００ ０ ０５ ０ １ ２— ８６ ２ １）３— ０６— ４ ０
文献标 识 码 ： Ａ
Ｓ ｕ ｙ ｆ ｒ Ｖｉ ｒ ｔ ｎ Ａｎ ｌ ｓｓｏ ｅ Ｄｉｓ ｌＥｎ ｉ ｅ ｔ ｄ ｏ ｂ ａ ｉ ａ ｙ ｉ ｆ ｔ ｅ ｅ ｇ ｎ ｏ ｈ
柴油机及其它 内燃机 、 压缩机等都是 由活塞 一曲柄机构 等组 成 ， 活塞 、 连杆 、 曲柄等 构件在高速周期性运 动时产生 的 惯性 力及气缸 内的气压力呈周期 性 的变化 ， 构成 机器 内的力
源， 同时也是柴 油机振动 的激振 源。 一是缸 内气体 的燃 气压
频分析 、 小波分析等信号分析 与处 理方法来 处理柴油 机表面
ｄｘ ２
一
胁［
＋ ］ Ａ
（ ２ ）
其 中 ： ＝ｓ ｓ Ｏ对于一个 固定 的机构来说 ， 是 固定不变 Ａ ｉ ｉ。 ￣／ ｎ Ａ 的 ， 曲柄 半径 与连杆 长度 之 比。 表示 ｔ 示 曲柄 回转 的角速 Ｏ表 度， 可近似认 为恒定不变 。
１２柴 油 机 受 力 分 析 及 其 与 振 动 间 的关 系 ．
振动信号 。 国从 ２ 我 ０世纪 ８ ０年代初开始对往 复式内燃机 故 障诊断作探索 ｌ 生研究并取得 了较好 的成 果 ， 开发出 了 自 也 己的智 能 诊 断 仪 器 ， Ｄ Ｍ —Ｉ 柴 油 机 智 能 诊 断 仪 、 如 Ｃ 型
力， 这是柴油机运动的主要动力来源 ； 二是 由于活塞连杆等往
Ｋ ｙｗ ｒ ｓ ｄ ｓｌ ｎ ｎ ｓｖ ｒｔ ｎ ａａ ｓ ； ｓ ｓｓ ｍ ｅ ｏ ｄ ：ｉ ｅ ｅ ｇ ｅ ；ｉ ａ ｏ ｎ ｌ ｉ ｔ ｔ ｙ ｅ ｅ ｉ ｂ ｉ ｙ ｓｅ ｔ
０ 引言
柴油机是 一种 常见的往复式 动力机械 ， 国 民经济 中具 在 有重 要 的作 用 ， 的运行安 全是 生产安全 的重要 组成部分 。 它 随着人工智能技术 的发 展 ， 柴油机 故障诊断技 术进入 了智 能 化 的阶段 ， 检测项 目更加丰富 ， 断的准确性也大大提高 。 诊
Ｗ ＡＮＧ ｉ ｕ ｎ，ＺＨＯＵ ｆｎ Ｚｈ ｑ ａ Ｙｕ ｅ ｇ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａｓｔ ｅ ｐ ｗｅ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｉｓ ｌｅ ｉ ｅ ｒ ｄ ｌ ｅ ｎ ａ ｔｍｏ ｉｅ ，ｓ ｐ ｈ ｏ ｒｅ ｕ ｐ ｎ ，ｄｅ ｅ ｎｇｎ ｓａ ｅｗｉ ｅｙｕｓｄ ｉ ｕ ｏ ｂ ｌｓ ｈｉｓ，ａ ｄ Ｓ ｎ．Ｔｈ ａｅｙ ｏ ｐｅａｉｎ ｓ ｓｅ ｄｅ ｎ Ｏ ｏ ｅｓ ｆｔ ｆｏ ｒ ｔ ｙ ｔｍ — ｏ
１ 柴油机 动力 系统分 析
１１ ． 柴油机活塞运动方程的建立
正置单列式柴油机活塞 运动方程 为 ：
ｄ ｘ
＝ ＝
Ｒ ｗ
＝
（） １
声振诊断法是诊断柴 油机工 作状 态 的既普遍 又行 之有效 的
方法 ， 现在大多数针对柴油机 系统 的诊断 系统都是 以这 种方 法为基础的 ， 因而得到了广泛的应用 ， 同时也可为柴油机故 障诊断专家系统提供 必需 的技 术参 数 。 国外 用声 振诊 断 技术来研究柴油机 的故障 目前 已取 得 突破性 进展 。世 界 航运先进 国家 已逐步将 此项技术 应用到船舶 柴油机 ， 利用时
－
５ － ６
柴油 机 振 动分 析研 究
王 智全 ， 玉 丰 周
（ 四川信 息职 业技 术 学 院， １ ９） １广元 ６８ １） ２０７
摘要 ： 柴油机作为机车、 船舶等常用机械的动力设备， 其动力性和可靠性直接影响整个 系统的安全运行 。本文对柴油机进行了动 力学分析， 出了引起缸盖、 指 机体振动的动力来源， 出了振动的产 生机理及影响振动的因素， 并指 同时设计 出合理的实验测试诊断
因。
油机故障的困难性 。本文对 柴 油机振 动受力 进行 研究 和分 析， 研究振动参数与故障机理之间的 Nhomakorabea 系。
ｐ ｎ ｓ ｎ ｔ ｅ ａ ｉｔ ａ ｄ ｙ ａ ｉ ｃａａｔ ｓ ｃ ｉ ｅ ｅ ￣ ｅ Ｆ ｒｅ ａ ｓ ｅ ｉ ｅ ｅ ｇ ｅ ｓ ｒ ｒｓ ｔ ． ｅ ｏ ｒｅ ｆ ｈ ｉ ｅ ｄ ｅｒ ｉ ｌｙ ｎ ｎ ｍ ｃ ｈ ｒｃ ｒ ｔ ｓ ｆ ｅ ｌ ｎ ｎ ． ｏｃ ｌ ｉ ｏ ｔ ｅ ｌ ｎｉ ｓ ｐｅｅ ｅ Ｔ ｕｃ ｅ — ｏ ｈ ｌ ｂ ｉ ｄ ｅ ｉ ｏｄ ｓ ｉ ｎ ａ ｙ ｓ ｆｈ ｄ ｓ ｎ ｉｆ ｔ ｉ ｎ ｄｈ ｓ ｏｔ ｖ
ＤＦ Ｅ Ｄ系统 等 ， 可在不 解体 的条件 下诊断一 些常 见的柴 油机
故障 。 柴油机是一个非常复杂 的动 力系统 ， 结构及机 械运动 其 形式 的复杂性 ， 产生振动因素的多样性 ， 决定着振声法诊断柴
复运 动部件运动时产生的往复惯 性力 ， 与各运动部 件的质 它
量成 正比 ； 曲轴飞轮等旋转部件产生的离心惯性力 。 三是 当柴 油机 出现故障时 ， 各作 用力会产生相应 的变化 ， 可通 过检测 、 分析 柴油机不 同位 置 的振 动信 号来判 别故 障位置 及故 障原
系统 。
关键词： 柴油机 振动分析
中 图分 类号 ：Ｈ１ ７ Ｔ ７ ０
诊断系统
文章 编号 ： ０ ６８ （００ ０ ０５ ０ １ ２— ８６ ２ １）３— ０６— ４ ０
文献标 识 码 ： Ａ
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柴油机及其它 内燃机 、 压缩机等都是 由活塞 一曲柄机构 等组 成 ， 活塞 、 连杆 、 曲柄等 构件在高速周期性运 动时产生 的 惯性 力及气缸 内的气压力呈周期 性 的变化 ， 构成 机器 内的力
源， 同时也是柴 油机振动 的激振 源。 一是缸 内气体 的燃 气压
频分析 、 小波分析等信号分析 与处 理方法来 处理柴油 机表面
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一
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＋ ］ Ａ
（ ２ ）
其 中 ： ＝ｓ ｓ Ｏ对于一个 固定 的机构来说 ， 是 固定不变 Ａ ｉ ｉ。 ￣／ ｎ Ａ 的 ， 曲柄 半径 与连杆 长度 之 比。 表示 ｔ 示 曲柄 回转 的角速 Ｏ表 度， 可近似认 为恒定不变 。
１２柴 油 机 受 力 分 析 及 其 与 振 动 间 的关 系 ．
振动信号 。 国从 ２ 我 ０世纪 ８ ０年代初开始对往 复式内燃机 故 障诊断作探索 ｌ 生研究并取得 了较好 的成 果 ， 开发出 了 自 也 己的智 能 诊 断 仪 器 ， Ｄ Ｍ —Ｉ 柴 油 机 智 能 诊 断 仪 、 如 Ｃ 型
力， 这是柴油机运动的主要动力来源 ； 二是 由于活塞连杆等往
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柴油机是 一种 常见的往复式 动力机械 ， 国 民经济 中具 在 有重 要 的作 用 ， 的运行安 全是 生产安全 的重要 组成部分 。 它 随着人工智能技术 的发 展 ， 柴油机 故障诊断技 术进入 了智 能 化 的阶段 ， 检测项 目更加丰富 ， 断的准确性也大大提高 。 诊
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１ 柴油机 动力 系统分 析
１１ ． 柴油机活塞运动方程的建立
正置单列式柴油机活塞 运动方程 为 ：
ｄ ｘ
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Ｒ ｗ
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（） １
声振诊断法是诊断柴 油机工 作状 态 的既普遍 又行 之有效 的
方法 ， 现在大多数针对柴油机 系统 的诊断 系统都是 以这 种方 法为基础的 ， 因而得到了广泛的应用 ， 同时也可为柴油机故 障诊断专家系统提供 必需 的技 术参 数 。 国外 用声 振诊 断 技术来研究柴油机 的故障 目前 已取 得 突破性 进展 。世 界 航运先进 国家 已逐步将 此项技术 应用到船舶 柴油机 ， 利用时
－
５ － ６
柴油 机 振 动分 析研 究
王 智全 ， 玉 丰 周
（ 四川信 息职 业技 术 学 院， １ ９） １广元 ６８ １） ２０７
摘要 ： 柴油机作为机车、 船舶等常用机械的动力设备， 其动力性和可靠性直接影响整个 系统的安全运行 。本文对柴油机进行了动 力学分析， 出了引起缸盖、 指 机体振动的动力来源， 出了振动的产 生机理及影响振动的因素， 并指 同时设计 出合理的实验测试诊断
因。
油机故障的困难性 。本文对 柴 油机振 动受力 进行 研究 和分 析， 研究振动参数与故障机理之间的 Nhomakorabea 系。
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