柴油机振动加速度信号测试及分析方法研究.pdf

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1、2010年第2期(总第116期)内燃机与动力装置I．C．E&Powerplant2010年4月【设计研究】柴油机振动加速度信号测试及分析方法研究胡永梅1，张鹏波1。纪少波2(1．济南柴油机股份有限公司内燃机研究所，山东济南250000；2．山东大学能源与动力工程学院内燃机研究所，山东济南250061)摘要：本文采用最小二乘法消除测量的振动信号的零线飘移，通过对比认为，采用10阶多项式可以较好的去除振动加速度信号中的趋势项。对比了不同滤波方法的特点，确定采用基于哈明窗的FIR时域滤波器去除振动加速度

2、信号中的虚假成分。讨论了常用时频分析方法的原理，并采用不同时频分析方法对实测振动信号进行处理。分析的结果表明，为了同时获得相对较高的时、频分辨率，对于能量主要分布在低频段的振动信号，可以采用S变换时频分析方法；对于能量主要分布在高频段的振动信号，可以采用连续小波变换。关键词：柴油机；振动信号；最小二乘法；滤波方法；时频分析方法中图分类号：TP274．2，TK428文献标识码：A文章编号：1673—6397(2010)02—0008—04StudyonMeasurementandAnalysisMe

3、thodforDieselAccelerationSignalHUYong—meil，ZHANGPeng—b01，JIShao—b02(1．JinanDieselEngineCo．，Ltd．，Jinan250000，China；2．SchoolofEnergyandPowerEngineering，ShandongUniversity，Jinan250061，China)Abstract：Thedeviationofsignalfromzerolineisslakedbyleast·—square

4、smethodandanalysisshowsthattenorderpolynomialbasedonleast—squaresmethodcanobtainacceptableresults．FIRtime—-domainfilterisusedtoremoveinterferencecomponentsfromvibrationaccelerationbycompa-ringthecharacteristicofdifferentfilters．Theprincipleofdifferent

5、time—frequencydomainanalysismethodsisdiscussedandeachmethodisusedtotreatthesamevibrationaccelerationsignalmeas—uredfromsurfaceofdieselengine．Resultsshowsignalsthatmainlycontainslowfrequencycompo-nentscanbeanalyzedwithS——transformandsignalsthatmainlyco

6、ntainshighfrequencycomponentsCallbeanalyzedwithcontinuouswavelettransform．KeyWords：DieselEngine；VibrationSignal；Least—squareMethod；FilterMethod；Time—frequencyDomainMethod引言柴油机由于热效率高及动力性优越等优点，广泛应用于车辆、船舶和其它设备上。柴油机部件众多，结构复杂，另外长期工作在高温、高压的恶劣环境，故障发生率高。一旦发生故

7、障，则对系统可靠性产生不良影响。柴油机工作过程中，燃烧时的冲击波、活塞换向撞击及部件配合间隙异常等都会激发缸盖及机体的振动。柴油机表面振动信号包含丰富的柴油机工作状态信息，通过振动信号的测试分析，可以对柴油机的常见故障进行诊断¨刁J。振动信号测量过程中，需要经过传感器、放大器或中间变换器和数据采集系统等，测得的信号受测试系统外部和内部各种因素的影响而夹杂着干扰成分，使得测试的数据与真实信号之间存在一定的差别，有必要对振动信号进行预处理，使测量结果尽可作者简介：胡永梅(1966一)，女，山东临朐县人

8、，本科，工程师，主要研究方向为内燃机设备管理及维护技术。2010年第2期胡永梅，等：柴油机振动加速度信号测试及分析方法研究·9·能真实的还原成实际的振动信号。此外，需要根据信号的特点，选用适当的信号分析方法对信号进行分析，并从中提取有用信息，用于评价柴油机的工作状态。本文采用最小二乘法及滤波方法对采集的信号进行预处理，有效提高了信号的信噪比；柴油机表面振动信号具有明显的非平稳时变特性，时频分析方法处理非平稳信号时，具有独到的优势。本文对比了不同时频分析方法的特点，并确定了适用于柴油