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新型中速柴油机监测诊断技术研究

发布时间:2017-02-14 18:16

  本文关键词:新型中速柴油机监测诊断技术研究,,由笔耕文化传播整理发布。


《武汉理工大学》 2009年

新型中速柴油机监测诊断技术研究

熊龙成  

【摘要】: 柴油机作为最常用的动力机械设备,由于其热效率高、比功率大和易起动等特点,广泛应用于船舶、汽车、发电机组、机车及工程机械等领域。随着柴油机性能和自动化程度的不断提高,其安全运行是保证各种设备安全的关键。采用监测诊断技术能及时发现柴油机潜在的故障信息,对其采取必要措施进行处理,以避免恶性事故的发生。本文以MAN BW 8L21/31型中速柴油机为研究对象,进行了基于瞬时转速、扭振和示功图的船舶柴油机监测诊断技术研究,主要包括以下研究内容: (1)柴油机热力参数监测方法研究。MAN BW 8L21/31中速柴油机自带一套常规热力参数的(机旁箱)监测系统,在监测系统的设计中,利用MODBUS协议将(机旁箱)监测系统实时采集的数据直接传输至计算机,以实现常规热力参数的实时监测。试验证明,利用MODBUS协议对常规热力参数进行监测具有实时性好、侦错能力强、数据传输量大和简单易用等特点。 (2)柴油机瞬时转速及扭振监测方法研究。瞬时转速的监测方法主要包括软件法和高频时钟计数法,作者采用高频时钟计数法进行瞬时转速的监测分析,并对瞬时转速测量误差进行分析,误差分析结果表明,采用高频时钟计数法监测柴油机瞬时转速具有误差小、精度高和计算方便等特点。根据柴油机转速的波动量可求出经过每个齿轮分度的扭转角度,通过积分即可计算轴系角振动。 (3)新型中速柴油机监测诊断系统的研制。该系统主要包括数据采集、热力参数、瞬时转速、扭振测量、示功图和数据库六大子模块,对柴油机的各种主要运行参数进行了监测、分析与处理,通过在MAN BW 8L21/31型中速柴油机上试验验证了监测诊断系统的精度满足实际测量分析的要求。 (4)柴油机故障诊断技术研究。在MAN BW 8L21/31型柴油机进行故障模拟试验,测量分析柴油机正常态和故障态的柴油机热力参数、瞬时转速、扭振和示功图,并利用瞬时转速、扭振和示功图三种诊断方法实现了对柴油机的故障诊断。

【关键词】:
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U664.121;U672
【目录】:

  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第1章 绪论9-15
  • 1.1 研究背景及意义9-11
  • 1.2 柴油机监测诊断技术的研究现状11-13
  • 1.2.1 热力参数监测诊断技术11
  • 1.2.2 瞬时转速监测诊断技术11-12
  • 1.2.3 振动监测诊断技术12
  • 1.2.4 油液分析监测诊断技术12-13
  • 1.3 本文主要研究内容及思路13-15
  • 第2章 柴油机热力参数监测方法研究15-23
  • 2.1 MODBUS协议简介15-18
  • 2.2 基于MODBUS协议的柴油机热力参数监测18-23
  • 2.2.1 系统硬件设计18-19
  • 2.2.2 系统软件设计19
  • 2.2.3 系统功能及应用19-23
  • 第3章 柴油机瞬时转速及扭振监测方法研究23-43
  • 3.1 瞬时转速监测原理23-30
  • 3.1.1 基于软件法的瞬时转速信号测量23-25
  • 3.1.2 基于高频时钟计数的瞬时转速信号测量25-28
  • 3.1.3 瞬时转速测量误差分析28-30
  • 3.2 扭振测量原理30-32
  • 3.3 信号处理方法研究32-43
  • 3.3.1 信号整形和隔离32-33
  • 3.3.2 多周期平均33-34
  • 3.3.3 齿平均34-35
  • 3.3.4 窗函数35-43
  • 第4章 新型中速柴油机监测诊断系统的研制43-77
  • 4.1 LabVIEW虚拟仪器开发平台43-45
  • 4.2 新型中速柴油机监测诊断系统结构及功能45-48
  • 4.2.1 系统硬件结构45-46
  • 4.2.2 系统软件结构设计46-47
  • 4.2.3 系统主要功能47-48
  • 4.3 数据库的设计48-51
  • 4.3.1 ACCESS数据库48-49
  • 4.3.2 数据库存储结构49-50
  • 4.3.3 LabVIEW对数据库的访问50-51
  • 4.4 系统标定51-52
  • 4.5 监测诊断系统在柴油机上的应用研究52-77
  • 4.5.1 试验对象52-53
  • 4.5.2 测点布置53
  • 4.5.3 瞬时转速监测结果分析53-57
  • 4.5.4 扭振监测分析57-63
  • 4.5.5 气缸压力示功图监测分析63-74
  • 4.5.6 柴油机热力参数监测分析74-77
  • 第5章 柴油机故障诊断技术研究77-85
  • 5.1 基于瞬时转速的柴油机故障诊断方法研究77-79
  • 5.1.1 漏油故障诊断77-78
  • 5.1.2 单缸失火故障诊断78-79
  • 5.2 基于扭振的柴油机故障诊断方法研究79-82
  • 5.2.1 漏油故障诊断80
  • 5.2.2 单缸失火故障诊断80-82
  • 5.3 基于示功图的柴油机故障诊断方法研究82-85
  • 5.3.1 漏油故障诊断82-83
  • 5.3.2 单缸失火故障诊断83-85
  • 第6章 结论与展望85-87
  • 6.1 结论85-86
  • 6.2 展望86-87
  • 参考文献87-90
  • 致谢90-91
  • 攻读硕士期间发表的论文和参加的科研项目91
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