一种船用柴油机工作稳定性分析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种船用柴油机工作稳定性分析方法及装置，其中方法包括：通过船用柴油机瞬时转速采集系统获取柴油机瞬时转速信号，并对整周期瞬时转速信号进行频谱分析，得到0.5谐次，1倍频，1.5倍频，2倍频，2.5倍频，3倍频及其伴随频域内幅值峰值。本发明专利技术根据多组瞬时转速的多阶次频域幅值峰值求取船用柴油机各工况下的不稳定比，利用不稳定比判断船用柴油机工作不稳定程度及出现时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柴油机
，尤其涉及一种船用柴油机工作稳定性分析方法及装置。
技术介绍
转速是船用柴油机的一个重要参数，船用柴油机转速会受到柴油机气体力矩、惯性力矩和负载力矩等的共同作用，是船用柴油机运行状况的一个综合体现。目前瞬时转速的研究随着发动机瞬态性能分析和不接触测量技术的研究得到极大的发展。在多缸内燃机的工作过程中，各气缸按照发火顺序依次做功，循环内瞬时转速存在有规律的波动，其中蕴含了反映内燃机内部工作状态的丰富信息。曲轴的瞬时转速波动信号能反映柴油机各缸的工作状态，分析瞬时转速的波动可以得到其运行状态和相关故障的信息。正常情况下，柴油机各缸的动力性能基本一致，各缸瞬时转速波动虽有差异，但总在一个不大的范围内，并呈现某种规律性；当柴油机某缸因故障引起缸内压力降低时，其动力一致性遭到破坏，瞬时转速波动信号就会产生变形，据此可以判断柴油机缸内工作过程的好坏。目前，利用瞬时转速判断柴油机工作状态主要分为三类：波形分析法、转矩估计法以及多特征综合法，这三种方法都存在一定的问题。波形分析法需要对瞬时转速波形进行分析，由于瞬时转速受到因素比较复杂，波形分析法在实际工程应用中准确性差，应用范围受限；转矩估计法涉及柴油机结构参数，需要一套较为复杂的动力学模型，且计算量较大，故不利于在线监测和实时诊断；多特征综合法虽具有计算量小、不需要轴系结构参数的优点，但其要应用于工程实际却存在如何建立可靠故障标准模型的问题。各种标准模型的获得依靠经验或大量实验，工作量很大，故障的种类和程度均难于模拟。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种船用柴油机工作稳定性分析方法，用以解决现有利用瞬时转速判断柴油机工作状态的三种方法准确性差，应用范围有限，计算量较大，需要依靠经验或大量实验的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供了一种船用柴油机工作稳定性分析方法，包括：根据不同工况对瞬时转速进行截取，获得不同工况下多组瞬时转速波形信号；采用傅立叶变换对截取的瞬时转速波形信号进行频谱分析得到瞬时转速波形信号频域幅值谱；对获取的多组瞬时转速波形信号频域幅值谱分别进行频率搜索，确定预定范围内的频域幅值峰值；根据预定范围内的频域幅值峰值，计算船用柴油机工作不稳定比USR。进一步地，还包括：对船用柴油机工作不稳定比USR进行监测，当大于预定阈值时，确定船用柴油机处于工作不稳定，记录USR大于该预定阈值的初始时刻。其中，所述预定阈值为12。进一步地，截取过程具体包括：根据工程经验转速在[600，1000]范围内最少截取45组瞬时转速信号，[1000，1500]范围内最少截取60组瞬时转速信号，[1500-2500]范围内最少截取80组瞬时转速信号，2500以上时85组瞬时转速信号。进一步地，频率搜索后确定[0.5f-5％f，0.5f+5％f]，[f-5％f，f+5％f]，[1.5f-5％f，1.5f-5％f]，[2f-5％f，2f+5％f]，[2.5f-5％f，2.5f+5％f]，[3f-5％f，3f+5％f]范围内的频域幅值，求取给定范围内的频域幅值峰值。进一步地，根据如下公式计算所述船用柴油机工作不稳定比：USR=max{max(S1)-S1‾S1‾×100,max(S2)-S2‾S2‾×100,max(S3)-S3‾S3‾×100,max(S4)-S4‾S4‾×100,max(S5)-S5‾S5‾×100,max(S6)-S6‾S6‾×100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用柴油机工作稳定性分析方法，其特征在于，包括：根据不同工况对瞬时转速进行截取，获得不同工况下多组瞬时转速波形信号；采用傅立叶变换对截取的瞬时转速波形信号进行频谱分析得到瞬时转速波形信号频域幅值谱；对获取的多组瞬时转速波形信号频域幅值谱分别进行频率搜索，确定预定范围内的频域幅值峰值；根据预定范围内的频域幅值峰值，计算船用柴油机工作不稳定比USR。

【技术特征摘要】
1.一种船用柴油机工作稳定性分析方法，其特征在于，包括：
根据不同工况对瞬时转速进行截取，获得不同工况下多组瞬时转速波形信号；
采用傅立叶变换对截取的瞬时转速波形信号进行频谱分析得到瞬时转速波形信号频
域幅值谱；
对获取的多组瞬时转速波形信号频域幅值谱分别进行频率搜索，确定预定范围内的频
域幅值峰值；
根据预定范围内的频域幅值峰值，计算船用柴油机工作不稳定比USR。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
对船用柴油机工作不稳定比USR进行监测，当大于预定阈值时，确定船用柴油机处于工
作不稳定，记录USR大于该预定阈值的初始时刻。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定阈值为12。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括：
根据工程经验转速在[600，1000]范围内最少截取45组瞬时转速信号，[1000，1500]范
围内最少截取60组瞬时转速信号，[1500-2500]范围内最少截取80组瞬时转速信号，2500以
上时85组瞬时转速...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏鹏，陈桂玲，童一峻，陈卓，张成伟，
申请(专利权)人：中国船舶工业系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11