基于小波包和概率神经网络的气门漏气故障诊断研究.pdf

《基于小波包和概率神经网络的气门漏气故障诊断研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第31卷第2期2014年4月内燃机与动力装置I．c．E&PowerplantV01．31No．2A”2014【内燃机可靠性】基于小波包和概率神经网络的气门漏气故障诊断研究张红1，赵龙庆1，唐送2(1．西南林业大学机械与交通学院，云南昆明650224；2．江南工业集团有限公司民品技术研究所，湖南湘潭411207)摘要：本文在阐述了发动机气门漏气声学特性及其振动诊断机理的基础上，针对发动机缸盖振动信号的特点，运用小波包对采集的振动信号进行3层分解、重构、提取特征向量。然后将特征向量作为概率神经网络的输入，构建网络模型：再用测试数据验证诊断模型的正

2、确性。诊断结果表明该方法是可行的，并取得了较好的效果。关键词：气门漏气；小波包分析；概率神经网络；故障诊断中图分类号：TK428文献标志码：A文章编号：1673—6397(2014)02一0050一04StudyonDiagnosisofValVeLeakageFaultBasedonWaVeletandPNNZHANGHon91，ZHA0Long—qin91，TANGSon92(1．FacultyofMechanicalandTransport，SouthwestForestryUniversity，Kunming650224，China；

3、2．ResearchInstituteofCi、rilian‰hnolo夥，Jian印anIndustdalGml】pCo．，IJ【d．，Xian殍an411207，China)Abstract：Basingonacousticcharacte“stics，thevibrationmechanismofdiagnosisandcharac-teristicsofcylinderheadvibrationsignalofvalveleakage，thepaperusesthree—layerwaVeletpack—ettodecomposeth

4、evibrationsignal，andconstlllctsthewaveletpacketenergyeigenVector．Then，theeigenvectorisinputintoPNNtodiagnosethefaulttype．Theresultsshowthatthismethodisfea—sibleandpractical．KeyWords：ValveL_eakage；WaveletPacketAnalysis；PNN；FaultDiagnosis引言气门和气门座是柴油机中工作条件十分恶劣的摩擦副之一，在气门弹簧和缸内燃烧

5、压力的作用下不断开启和关闭，不仅反复经受强烈的冲击负荷和炽热燃烧的高速冲击，而且还因为不易散热而长期处于高温状态。1j。由于硬质燃烧产物、积碳、高温腐蚀和零件变形等多种因素的影响，气门密封锥面易于受到磨损和烧蚀，使气门密封不严，造成气门漏气现象。其恶劣后果是破环燃烧室的气密性，使排气温度上升，功率下降，严重时导致柴油机停止工作皿j。因此，对气门漏气故障实现早期预报是很有必要的。本文首先对发动机气门漏气声学特性及其振动诊断机理进行了研究。然后在模拟实验上对测取的缸盖振动信号进行小波包分解、重构、提取特征向量。再运用概率神经网络“分类器”的特性实

6、现故障模式分类，最终实现故障诊断。1气门漏气声学特性及其振动诊断机理柴油机气门漏气是高温高压气体通过对小缝隙在有限空腔中产生的阻塞喷注，它一方面经缸盖结构传到缸盖表面，引发表面局部振动，另一方面形成高频率喷注噪声沿着进气、排气管道传播开来。根据流体喷注中一般波动方程的张量形式，有广义Lighthill方程∥：作者简介：张红(1987一)，男，重庆市人，在读硕士，主要研究方向为汽车电子控制技术。收稿日期：2014—01—082014年第2期张红，等：基于小波包和概率神经网络的气门漏气故障诊断研究。51．磐“V2p=掣一掣+恶式中，p为流体密度；

7、￡为时间；V为拉普拉斯算子，V=i÷+，÷+后÷；戈1，戈2，戈3为直角坐标；i，J，七a戈1。a戈，a戈1’1’‘’3⋯⋯——⋯⋯代表坐标方向的单位向量；Q(石，￡)为简单声源强度，等于在点戈(z。，戈：，戈，)和时间￡处每单位体积和单位时问内增加的流体质量；F(z，f)是外加作用力戈。分量；li称为L培hthill应力张量。方程右边第一项代表单极子源，第二项代表偶极子源，第三项代表四极子源。柴油机气门漏气产生的喷注噪声包括简单声源、固体声源和湍流声源，分别与上面三项相对应。因此可利用缸盖振动信号对气门漏气故障进行诊断。2试验分析2．1信号

8、采集本位以4100QB柴油机为试验研究对象。为了试验系统的简单性，故障模拟采取均匀漏气方法，即调节排气门间歇使之为负值，使气门无法落座。漏气程度由气门间隙的调节螺距