[发明专利]基于发动机缸体内部振动信号时频分析的异响诊断方法

说明书

本发明提供了一种基于发动机缸体内部振动信号时频分析的异响诊断方法，包括以下步骤：S1.异响问题定义和分析；S2.异响源的子系统定位；S3.异响诊断工况设计；S4.传感器布点设计；S5.传感器安装及时序信号采集；S6.振动信号时频分析及角度域分析；S7.异响源分析确定。本发明方法通过对发动机缸体内部振动传感器的合理布点和异响复现工况设计，同时糅合缸内振动测试和时序信号采集方法，结合振动异响信号时频分析和角度域分析，能够精准的判断发动机缸体内异响源的大致位置，为后续的零件拆解和检测工作提供帮助。

技术领域

本发明涉及发动机缸内振动异响诊断技术领域，具体涉及一种基于发动机缸体内部振动信号时频分析的异响诊断方法。

背景技术

当前行业上针对发动机异响诊断的常规方法无法精准的确定异响源头和位置，且常规测试分析手段单一，没有一套完整的测试分析方法。发动机内部异响经过发动机结构传递路径不同程度衰减，导致发动机机体表面振动辐射噪声能量发生不同程度改变，缸体表面振动能量不能很好地表征测点附近缸体内部的振动能量，因此传统的缸体外布点测试法不能通过能量对比法准确定位异常点。同时，由于振动传递存在一定的时间延迟，当结合曲轴正时相位信息进行问题分析时，会发生异响发生时刻无法与准确的相位点对应的问题，会引起数据的错误分析或无法找到某种规律。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于发动机缸体内部振动信号时频分析的异响诊断方法，通过合理的布点设计和工况设计，结合振动异响信号时频分析和角度域分析，可有效避免和解决现有诊断技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于发动机缸体内部振动信号时频分析的异响诊断方法，包括以下步骤：

S1.异响问题定义和分析

根据异响噪声判断异响问题所属类型，并确定要采用的测试分析方法；

S2.异响源的子系统定位

结合异响表现形式、异响辐射位置和异响发生工况信息，初步定位该异响发生的子系统；

S3.异响诊断工况设计

进行异响复现工况设计，并根据S2中确定的子系统类型，增加设计不同的试验工况；

S4.传感器布点设计

根据发动机系统及结构形式，采取相应的布点设计方案；

S5.传感器安装及时序信号采集

根据S4中选择的传感器布点设计方案进行传感器安装，并同步采集振动时域数据和时序信号；

S6.振动信号时频分析及角度域分析

对S5中采集的振动时域数据进行时频转换、时频分析和角度域分析，获取异响信号特征和时域、频率成分，确定异响信号的频次和阶次；

S7.异响源分析确定

根据S6中对振动时域数据的分析结果，结合发动机子系统上不同测点位置的异响振动能量幅值和相位信息，得出异响源能量传递的路径和衰减趋势，从而对异响源发生的零件和位置进行大致定位，以指导后续零件拆解和检测工作。

在上述技术方案中，S1中所述根据异响噪声判断异响问题所属类型，异响问题类型包括节奏感异响、不规律异响、单频率异响、宽频率异响、与负载相关异响、与机械相关异响。

S3中所述增加设计不同的试验工况，包括不同负荷工况对比、加载与倒拖工况对比、不同转速工况对比、稳态和瞬态冲击工况对比和单缸断火诊断。

S4中所述根据发动机系统及结构形式，采取相应的布点设计方案，对于结构形式对称或近似对称的机构，采用均布布点方案进行布点，对于结构形式不对称的机构，根据其主要振动传递路径进行布点。

S5中所述同步采集振动时域数据和时序信号用于当发动机内部异响为运动件时，需结合发动机曲轴转角时序信号进行异响问题分析。