【文章內(nèi)容簡介】 4)故障產(chǎn)生與機器的工作條件或使用條件有一定的關戲。也就是說系統(tǒng)使用條件的不同產(chǎn)生的故障也就不同。例如在柴油機工作時負載的大小導致其可能出現(xiàn)故障也可能不出現(xiàn)故障。司機的技術要求對產(chǎn)生的故障也有一定的原因。 5)故障分析處理容易但其判斷難。當結構復雜多樣的柴油發(fā)動機發(fā)生故障后，對故障部位和故障原因必須認真地分析、判斷和檢查。為了使問題簡單化，通過振動測試可知柴油發(fā)動機故障主要發(fā)生在進排氣系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)。所以需要對其兩個系統(tǒng)進行典型的故障分析。主要包括: 配氣系統(tǒng)故障、曲柄連桿機構故障、活塞故障和氣缸故障?！?0,21】 1)由于氣門、氣門座的燒蝕、磨損、積炭使接觸表面粘合不好造成了氣門關閉不嚴。還有如氣門桿部彎曲，氣門間隙的大小、氣門彈力不足等原因也會使氣門關閉不嚴。 2)而造成氣門間隙過大的主要原因是氣門調(diào)節(jié)螺釘?shù)乃蓜踊蚱渫U、凸輪等配氣系統(tǒng)零件的磨損。3)由于氣門桿與汽門導管配合間隙不當?shù)倪x擇，還有其桿的彎曲或?qū)Ч軆?nèi)出現(xiàn)積炭現(xiàn)象等緣由導致了氣門桿卡住。4）由于頭部與桿部的環(huán)槽處發(fā)生故障而一般會導致氣門的斷裂。而這種現(xiàn)象會使活塞頂缸事故的發(fā)生 。而由于進、排氣門裝錯，或突然冷卻、內(nèi)燃機和氣門上溫度分布不均勻產(chǎn)生熱應力是導致此現(xiàn)象的原因。5）造成氣門彈簧斷裂是由于材料不合格、或其發(fā)生彈性變形等情況，而這些不僅破壞了內(nèi)燃機的正常工作，一旦落入氣缸內(nèi)會造成嚴重事故。 曲柄連桿機構故障1)由于長時間低速重載運行和連桿超載的原因會使連桿變的彎曲與扭曲。2)主要形式是:螺紋的松動和拉伸變形、或發(fā)生斷裂、裂紋、粘結等。主要原因是扭緊力矩過大或過小、不按規(guī)定進行裝配、用力的不均勻性，螺紋中心線與螺栓、螺母支撐表面不垂直和上緊后產(chǎn)生歪扭的現(xiàn)象是損壞連桿螺栓的主要原因。引起螺栓斷裂事件的原因是表面不清潔，螺紋配合過松或過緊，容易產(chǎn)生連接咬死或松脫，或連桿軸承間隙變大產(chǎn)生沖擊時等。 【28,29】 產(chǎn)生發(fā)動機活塞故障的原因是發(fā)動機活塞銷磨損與銷座孔襯套間間隙的變大，我們把這種現(xiàn)象稱之為發(fā)動機活塞故障。在內(nèi)燃機工作時會使活塞與連桿銅套之間的間隙增大，從而導致活塞銷與連桿的沖擊作用加大。而這些激勵了活塞橫向撞擊氣缸套和機體的振動響應的變化?！?0,27】 1）所謂的拉缸是指一些深淺不同的軸向溝紋出現(xiàn)在氣缸套的工作面上而影響氣缸的密封。 有很多的原因會造成拉缸產(chǎn)生裂紋如發(fā)動機在過低溫度下啟動，活塞環(huán)間隙過小，發(fā)動機過熱等；熱負荷與機械負荷急劇增加和發(fā)動機長時間超負荷運轉(zhuǎn)也會產(chǎn)生裂紋。 2)由于操作不當是導致氣缸套發(fā)生裂紋的主要原因。如：發(fā)動機過熱時突然加入冷水、發(fā)動機運轉(zhuǎn)時水量不足或使缸套驟冷收縮這些都可能產(chǎn)生裂紋。為了預防氣缸發(fā)生裂紋，必須嚴禁發(fā)動機長時間超負荷運行和嚴格按操作規(guī)程管理好發(fā)動機。 汽車發(fā)動機故障的定性分析 曲柄連桿機構故障的典型定性分析 間隙增大后會 使連桿小頭銅套磨損，從而導致活塞與連桿的沖擊作用增強，引起了機體的振動響應發(fā)生變化和活塞橫向撞擊氣缸，從而可以測量出活塞銷間隙與連桿銅套振動信號的變化。此時其隨間隙的變化總振級曲線呈單調(diào)遞增趨勢。在振動功率譜上看，其振動能量有向高頻帶集中的趨勢【30】。 由于連桿螺栓的松動或軸瓦磨損和其間隙的變化，從而可測曲軸箱上的振動響應功率譜。當連桿軸瓦間隙不斷的增大其沖擊能量主要集中在不同的頻率范圍內(nèi)，而其功率譜也不斷的增大【31】。 配氣機構故障的典型定性分析 氣門間隙變化直接影響了他的運動參數(shù)變化，同時也會會使氣缸蓋對沖擊氣門座震動信號的改變。而當氣門間隙增大時，會使汽缸蓋振動總能量和總振級都增大【32】。 用頻譜分析法可以檢測出排氣門是否漏氣，而代測量點需要靠近排氣門，其必須經(jīng)過高通濾波處理所測的信號才是理想結果。當氣門漏氣時激勵源的能量低，所以振動能量從低頻向高頻轉(zhuǎn)移。當燃燒室氣密性被破會時是造成氣門漏氣的原因。當其發(fā)生漏氣故障時，高溫高壓氣體會通過縫隙向空腔中產(chǎn)生阻塞噴注現(xiàn)象，一方面是高頻噪聲噴注現(xiàn)象使頻譜源表現(xiàn)為高頻特性【33】，另一方面是引起缸蓋表面局部的振動。 氣缸故障的典型定性分析 由檢驗數(shù)據(jù)證明可得，柴油機工況對振動表面有非常大的影響。在間隙相同條件下，轉(zhuǎn)速的高低與氣缸內(nèi)爆發(fā)壓力大小和表面振動沖擊的強弱城正比關系。當間隙增大時，振動表面會增強，撞擊處振動能量更為強烈。二檔時域信號和增頻域信號都增加時，此時氣缸套外表面響應的功率譜峰值和振動響應的總能量呈上升趨勢 活塞故障的典型定性分析隨著轉(zhuǎn)速升高，在高頻部分【34】主要集中著振動高頻的能量。此時隨轉(zhuǎn)速的增大波峰向高頻方向漂移動疊加，因此將此頻帶當做活塞銷的特征頻帶。由于信號較活塞敲缸信號弱，其比活塞敲缸的特征頻率略高。試驗表明轉(zhuǎn)速表面振動信號越大，轉(zhuǎn)速就越高，振動信號高頻成分增加，氣缸內(nèi)爆發(fā)壓力也越大。 本章小結 本章對發(fā)動機故障典型分析方法的診斷研究，得出了故障的傳播路徑，不良后果以及產(chǎn)生原因。同時知道了所使用振動測試技術通和測取其氣缸蓋的信號，從而為排出故障提出確鑿可靠的依據(jù)。3 柴油汽車發(fā)動機振動信號提取方法研究及泰拖拉發(fā)動機振動測試 引言 隨著信號技術的進步機械設備振動診斷法成為人們常用的方法，其特點是使用方便、測試簡單。一些諸如工況信息等某些故障特征由于在振動信號中不易被單一的方法提取出而是將其淹沒在背景噪聲中，所以其方法成為了由各種分析信號相結合的方法。而這些為傳統(tǒng)的信號分析提供了新的活力。隨著相關學科的進步，由傳統(tǒng)時域分析法、頻域分析法的信號處理法，向小波包分析法等方面進行轉(zhuǎn)變，而這些并不是獨立的，都個有自己其適用的一個方面。 時域分析法 時域分析又稱波形分析主要是對所測得時域信號波形的時間信號進行各種運算及分析處理。通常有時域統(tǒng)計分析、相關分析等方法。為了知到時域統(tǒng)計參數(shù)必須需要對振動信號進行時域統(tǒng)計分析時。常用的時域統(tǒng)計參數(shù)有偏斜度、峭度、均方值、標準方差等。 相關分析 相關分析就是簡單的描述為不同波形與時間坐標移動時的相似程度?？梢杂没ハ嚓P函數(shù)的方法對兩個樣本函數(shù)進行計算，也可以用自相關函數(shù)方法對隨時間坐標移動進行相似程度計算。所以相關函數(shù)能夠準確地計算振動信號的波形結構。 頻域分析法 頻域分析方法又稱頻譜分析，就是把時間作橫坐標的時域信號用傅利葉變換式轉(zhuǎn)化為頻率為橫坐標的頻率信號，目的求得關十分析原頻率成分幅值和相位信息的一種方法。故障的發(fā)生通常對照機器零部件運行時特征頻率的變化與否就可以判斷了解了。常用頻率分析方功率譜分析、法有幅度譜分析等【27】。. 小波包分析法的概述由于小波包分析有更佳的頻率細化功能的優(yōu)點，但無法選取最優(yōu)的基函數(shù)，必須通過計算得到自己需要的結果，所以分析者的主觀性在很大程度上影響了分析結果。在進行信號分析處理時，為分析者必須掌握分析對象的特性才能得到準確的分析效果，要相應選擇小波包基函數(shù)或小波基函數(shù)，要不得到的就是錯誤的分析結果。 發(fā)動機故障中小波基的選擇通過對沖擊故障信號的幅值和相當?shù)臏y試信號分解到高頻信號，根據(jù)實際要求，同一小波基函數(shù)分解速度