【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信号处理与测试评估，尤其涉及一种内燃机曲轴弯曲无损检测方法。
技术介绍
1、曲轴是活塞式内燃机的核心部件之一，它不仅把活塞的往复直线运动转化为旋转运动输出扭矩，而且也是衡量内燃机可靠性和使用寿命的重要标志。目前，内燃机曲轴弯曲监测主要在内燃机静止条件下进行，因为内燃机在运行时，空间条件受限无法安装测量台。因此在工业生产领域并未得到广泛应用。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种内燃机曲轴弯曲无损检测方法，利用加速度信号以及分轮盘径向位移信号与曲轴弯曲激励特征的对应关系，判断内燃机曲轴是否弯曲，实现内燃机运行过程中曲轴弯曲的实时监测与评估。
2、具体包括如下步骤：
3、获取内燃机振动加速度信号和飞轮齿轮径向位移信号；
4、对所述振动加速度信号进行处理，得到内燃机每个工作周期内振动速度信号的均方根值；
5、基于所述飞轮齿轮径向位移信号，计算得到内燃机每个工作周期内飞轮盘径向位移峰峰值；
6、基于所述均方根值和飞轮盘径向位移峰峰值在两个内燃机工作周期的变化趋势判断内燃机曲轴是否发生弯曲。
7、进一步的，所述对所述振动加速度信号进行处理，得到内燃机每个工作周期内振动速度信号的均方根值，包括：
8、利用低通滤波器过滤掉所述振动加速度信号中的高频干扰信号得到预处理后的振动加速度信号；
9、利用经验模态分解emd方法去掉所述预处理后的振动加速度信号中的低频干扰信号，将
10、对所述无干扰加速度信号进行一次积分得到所述振动速度信号；
11、计算一个工作周期内所有所述振动速度信号中前n个值的均方根值作为所述内燃机每个工作周期内振动速度信号的均方根值。
12、进一步的，所述低通滤波器的截止频率为2khz。
13、进一步的，所述前m阶分量中的m值通过所述无干扰加速度信号与所述预处理后的振动加速度信号的相关系数确定，m取相关系数不小于0.9时的最小值。
14、进一步的，所述相关系数计算公式由下式表示：
15、
16、其中，x和分别代表所述预处理后的加速度信号和其对应的平均值，y和分别代表所述无干扰加速度信号和其对应的平均值，i表示信号的序号，k表示任意一组波形所有组成点的个数。
17、进一步的，对所述无干扰加速度信号进行一次积分得到所述振动速度信号包括：先通过最小二乘法去除所述无干扰加速度信号零点漂移误差，再进行一次积分得到所述振动速度信号。
18、进一步的，所述对所述新的无干扰加速度信号进行一个工作周期的积分得到所述振动速度信号。
19、进一步的，所述n值通过所述振动速度方差确定，n取方差最小时对应的最小值，方差计算公式如下式表示：
20、
21、其中，vi表示第i个所述振动速度，μ表示i个所述振动速度的平均值。
22、进一步的，基于在内燃机表面安装的振动加速度传感器获取内燃机振动加速度信号，所述传感器在内燃机表面的安装位置需要靠近固定中间惰轮轴端环的紧固螺栓。
23、进一步的，基于在飞轮壳体上安装电涡流位移传感器获取飞轮齿轮径向位移信号。
24、本专利技术至少可以实现下述之一的有益效果：
25、1、通过加速度信号以及分轮盘径向位移信号与曲轴弯曲激励特征的对应关系，判断内燃机曲轴是否弯曲，实现内燃机运行过程中曲轴弯曲的实时监测与评估。
26、2、通过安装在内燃机表面的振动加速度传感器获取内燃机振动加速度信号，和飞轮壳体上安装电涡流位移传感器获取飞轮齿轮径向位移信号，加速度传感器和电涡流位移传感器价格便宜，安装使用灵活，工业化应用程度高，因此，通过加速度信号及飞轮盘径向位移信号来反映内燃机曲轴弯曲程度具有很高的实际应用价值。
27、本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
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1.一种内燃机曲轴弯曲无损检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于,所述对所述振动加速度信号进行处理，得到内燃机每个工作周期内振动速度信号的均方根值，包括：
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于,所述低通滤波器的截止频率为2KHz。
4.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述前m阶分量中的m值通过所述无干扰加速度信号与所述预处理后的振动加速度信号的相关系数确定，m取相关系数不小于0.9时的最小值。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述相关系数计算公式由下式表示：
6.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，对所述无干扰加速度信号进行一次积分得到所述振动速度信号包括：先通过最小二乘法去除所述无干扰加速度信号零点漂移误差，再进行一次积分得到所述振动速度信号。
7.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述对所述新的无干扰加速度信号进行一个工作周期的积分得到所述振动速度信号。
8.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述n值通过
9.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，基于在内燃机表面安装的振动加速度传感器获取内燃机振动加速度信号，所述传感器在内燃机表面的安装位置需要靠近固定中间惰轮轴端环的紧固螺栓。
10.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，基于在飞轮壳体上安装电涡流位移传感器获取飞轮齿轮径向位移信号。
...【技术特征摘要】
1.一种内燃机曲轴弯曲无损检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于,所述对所述振动加速度信号进行处理，得到内燃机每个工作周期内振动速度信号的均方根值，包括：
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于,所述低通滤波器的截止频率为2khz。
4.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述前m阶分量中的m值通过所述无干扰加速度信号与所述预处理后的振动加速度信号的相关系数确定，m取相关系数不小于0.9时的最小值。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述相关系数计算公式由下式表示：
6.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，对所述无干扰加速度信号进行一次积分得到所述振动速度信号包...
【专利技术属性】
技术研发人员：王灿灿，周军，康乐，刘佳丽，吴越，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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