(34.204.201.220) 您好!臺灣時間:2021/04/20 12:17
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:李國鈞
研究生(外文):Guo-Jun Li
論文名稱:引擎汽缸動力平衡分析與應用
論文名稱(外文):The Analysis and Application of Multi-Cylinder Engine Balance Characteristic
指導教授:蘭真
指導教授(外文):Jen Lan
口試委員:蘭真夏筱明張國棟
口試委員(外文):Jen LanSheau-Ming ShiahGuo-Dong Zhang
口試日期:2013-05-10
學位類別:碩士
校院名稱:國防大學理工學院
系所名稱:車輛及運輸工程碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:126
中文關鍵詞:瞬時轉速故障診斷角度解碼器
外文關鍵詞:instantaneous angular speedfault detectionrotary encoder
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:406
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究主要目的是利用分析引擎瞬時轉速動態特徵,開發車輛引擎預先故障診斷系統,整套系統包含引擎瞬時訊號的量測擷取、資料後製轉換、頻譜分析與各缸動力特徵分析比較功能。
此系統是以LabVIEW軟體為開發工具,PC電腦為硬體核心,建構預先故障診斷系統人機介面,並利用軍用悍馬車6.5L 8汽缸引擎,結合馬力機試驗台、角度解碼器進行實驗。設計開發教學、翻修兩用的引擎性能分析與故障診斷技術。
將訊號後製處理分析,調變初始訊號,以時域分析、數位濾波、取樣率、線性回歸、消除雜訊與特徵提取等方法,將難以解析的多缸重疊動力特徵,有效轉換為可判斷之量化數據。
藉由訊號頻譜程式分析引擎動力頻率,可判別故障是否產生;再由引擎各缸動態特徵分析程式,利用引擎瞬時角加速度,求出多缸引擎運轉周期內的各汽缸間的動力貢獻比及了解單缸區間內,燃燒的正功與運轉阻力的比值。綜合上述,確認引擎是否故障及故障缸位置。

The objective of this study is to develop a vehicle engine pre-fault diagnosis system by analyzing the dynamic characteristics of the engine transient augular speed. Major functions of the system thus consist of transient rotational speed measuring, data processing, spectrum analysis, and the engine dynamic characteristics analysis.
The Man-Machine interface of the pre-fault diagnosis system is programmed using PC-based Labview software. A military Humvee 6.5L 8-cylinder engine with high resolution rotary encoder. A tested by the dynamometer was used to develop the pre-fault diagnosis technique for both of technician training and engine overall practices.
By using time-domain analysis, noise filtering, sampling rate adjusting, linear regression, and engine dynamic analysis techniques, the difficulties of multi-cylinder engine inheriting power overlap problem can be resolved, and identifiable with quantifiable data.
The spectrum analysis of the engine angular speed can be used to judge whether the fault of the engine is generated, or not.
Which cylinder is misfired or malfunctioned can also be identified by analyzing the engine dynamic characteristics and comparing the ratio of positive , and uegative power contributions, according to the present thesis stacly.

誌謝 ii
摘要 iii
目錄 v
表目錄 ix
圖目錄 x
符號表 xiii
1. 前言 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究方向 3
1.3 論文架構 3
2.文獻回顧 4
2.1 國外研究現狀 4
2.2 故障診斷方法 5
2.2.1 故障診斷模式 5
2.2.2 故障診斷原理 5
2.2.3 故障診斷手段 6
3.實驗理論與設備 10
3.1實驗理論 10
3.1.1 柴油引擎工作原理 10
3.1.2 柴油引擎的故障特性 10
3.1.3 引擎故障預測診斷所面臨的挑戰 11
3.1.4 引擎預先故障診斷的必要性 12
3.1.5 引擎瞬時轉速的測量 12
3.1.6 瞬時轉速的影響因素 12
3.1.7 訊號取樣 15
3.1.8 瞬時轉速計算 17
3.1.9 瞬時轉速測量誤差分析 19
3.1.10. 快速傅立葉轉換 20
3.2 實驗設備與器材 20
3.2.1 引擎實驗室 20
3.2.2 電腦及其相關設備 21
3.2.3 虛擬儀器與LabVIEW軟體 22
3.2.4 資料獲取卡的配置 23
3.2.5 DAQ設備的安裝 24
3.2.6 DAQ系統的選擇重點 24
3.2.7 感測器與資料擷取系統 25
4. 引擎故障診斷軟體介面 26
4.1 瞬時轉速訊號擷取 26
4.1.1 架設量測儀器 26
4.1.2 上死點定位 26
4.1.3前段擷取程式功能介紹 26
4.2 訊號後製處理分析 28
4.2.1 原始訊號前級濾波處理 28
4.2.2 採樣間隔對瞬時轉速計算的影響 28
4.2.3 瞬時轉速訊號濾波處理 29
4.2.4 瞬時轉速訊號低通濾波截止頻率設定 29
4.2.5 濾波器選擇 30
4.2.6 瞬時轉速移動平均線 31
4.3. 訊號頻譜分析 31
4.3.1 快速傅立葉轉換程式 31
4.3.2 頻譜解析度 31
4.3.3 原始訊號FFT轉換 32
4.3.4 引擎瞬時轉速FFT分析 32
4.4 引擎各缸動態特徵分析程式 33
4.4.1 波形重疊分析比較功能 33
4.4.2故障缸自動判別分析 33
5. 引擎動力輸出變異性與故障特徵提取與分析 37
5.1 平均轉速對瞬時轉速波形的影響 37
5.2 負荷對瞬時轉速波形的影響 37
5.3. 瞬時轉速分離往復慣性力、轉動慣量及運轉阻力 37
5.4 汽缸壓力喪失對瞬時轉速的影響 38
5.5 供油噴射正時對瞬時轉速的影響 38
5.6 引擎故障診斷流程 38
5.6.1 冷磨合測試 39
5.6.2 瞬時轉速訊號擷取 39
5.6.3 FFT頻譜分析 39
5.6.4 瞬時轉速波形分析 40
5.6.5 各缸動態特徵分析 40
5.7 瞬時轉速判斷引擎故障所面臨的挑戰 40
6. 結論與展望 42
6.1 結論 42
6.2 展望 42
參考文獻 43

[1]熊龍成,“新型中速引擎監測診斷技術研究”碩士論文,武漢理工大學,武漢,第1-2頁,2009。
[2]http://www.sulzer.com/zh/Products-and-Services/Turbomachinery-Services?gclid=CP-H38LphrQCFWs8pgodzmkAIw(2012.12.7)
[3]DEPOLD H. R. GASS F. D. “The application of expert systems and neural networks to gas turbine prognostics and diagnostics, ” Journal of engineering for gas turbines and power, vol.121, No. 4, pp. 607-612, 1999.
[4]李保國“12V190B柴油機故障診斷系統知識工程研究”,碩士論文,東北大學機械工程與自動化學院,瀋陽,12-27頁,2005。
[5]Adam Charchalis, Rafal Pawletko, “Application of Artificial Intelligence Methods for the Diagnosis of Marine Diesel Engines,” Computational Collective Intelligence. Technologies and Applications Lecture Notes in Computer Science, Vol 6923, pp 261-270, 2011
[6]鍾秉林、黃仁,機械故障診斷學,機械工業出版社,北京,第3頁,2006。
[7]吳宛青、吳恒,“船用柴油機故障診斷專家系統”,航海技術,第1期,第39-42頁,1996。
[8]鍾秉林、黃仁,機械故障診斷學,機械工業出版社,北京,第236-256頁,2006。
[9]梁松林,“基於鐵譜影像處理技術的機械動力系統故障診斷方法研究”, 碩士論文,中國北京大學模式識別與智慧系統所,北京,第2-8頁,2011
[10]田文國,性能參數模糊法運用於船舶低速柴油機故障診斷處置,海運研究學刊,第13期,第15-34頁,2002。
[11]崔佳星、江鵬程、王戰軍、朱棟棟、馮輔周,“柴油機缸蓋震動訊號典型特徵提取”,振動、測試與診斷,第30卷,第5期,期,第589-592頁,2010。
[12]許智超,“訊號處理對偵測引擎瑕疵之研究” 碩士論文,國立成功大學,台南,第6-12頁,2005。
[13]黃嘉銘,“聲音及振動訊號之時頻分析” 碩士論文,國立成功大學,台南,第9-24頁,2007。
[14]M. Desbazeille , R. B. Randall , F. Guillet , M. El Badaoui , C. Hoisnard, “Model-based diagnosis of large diesel engines based on angular speed variations of the crankshaft, ”Mechanical Systems and Signal Processing Vol. 24, pp . 1529–1541, 2010.
[15]董大偉、閆兵、馬紅兵、譚達明,“暫態轉速測量系統的分析研究”內燃機,第3期,第23-25頁,2002。
[16]衣文風,“基於暫態轉速法分析柴油機各缸工作均勻性的資料處理和故障診斷”,碩士論文,山東大學,山東,第18-23頁,2009。
[17]P. Charlesa, JyotiK.Sinhaa, F. Gub, L. Lidstonea, A.D.Ballb , “Detecting the crankshaft torsional vibration of diesel engines for combustion related diagnosis,” Journal of Sound and Vibration Vol. 321, pp . 1171–1185, 2009.
[18]Z. M. Bulatovic, M. Stavljanin , M. V. Tomic, D. M. Knez evic, S. Lj. Biocaninc , “Measurement and analysis of angular velocity variations of twelve-cylinder diesel engine crankshaft,” Mechanical Systems and Signal Processing Vol. 25, pp . 3043–3061, 2011.
[19]孫文廣“船用柴油機主要零部件故障原因及案例分析”,碩士論文,大連海事大學輪機工程所,大連,第7-60頁,2011
[20]余瑞峰、江維金,“基於FPGA 的柴油機暫態轉速採集與診斷系統的設計”,電子測量技術,, 第32卷,第5期,第165-170頁,2009
[21]李娟,“內燃機暫態轉速訊號的研究”,碩士論文,山東大學動力機械及工程,山東,第5-7頁,2009。
[22]車龍,“基於轉速訊號分析的柴油機故障診斷研究”,碩士論文,大連海事大學輪機工程,大連,第9-17頁,2008
[23]梁乃文,內燃機,文京圖書有限公司,台北,第398-404頁,1995。
[24]楊斌、俞水良、林琦、陳汝珍,“6135柴油機軸系扭振與減振研究”,機電工程技術,第40卷,第3期,第76-79頁,2011
[25]黃靖雄,現代汽車引擎,全華科技圖書股份有限公司,臺北,第2-49-51頁,2000。
[26]梁乃文,內燃機,文京圖書有限公司,台北,第386頁,1995。
[27]Farge, M., “ Wavelet Transforms and Their Applications to Turbulence,” Annu. Rev. Fluid Mech., vol.24, pp.395- 457, 1992.
[28]鍾秉林、黃仁,機械故障診斷學,機械工業出版社,北京,第97-127頁,2006。
[29]成曙、張振仁,發動機現代診斷技術,西安交通大學出版社,西安,第103-119頁,2006。
[30]SAE interantional “ Engine Power Test Code – Spark Ignition and Compression Ignition – Net Power Rating” , Society of Automotive Engineers , pp 10-11,2008.。
[31] http://taiwan.ni.com/(2013.5.3)
[32]謝岱凌、張家維、徐如欣、蕭子健,LabVIEW 201X,高立圖書有限公司,新北市,第1-2-1-5頁,2011。
[33]劉蘭輝“基於暫態轉速的汽車發動機動力性能與工作均勻性的故障診斷研究”,碩士論文,山東,山東大學控制科學與工程,第29-33頁,2011。
[34]程勇、吳波、張立、黃宜諒,“車用內燃機快速檢測與診斷系統中暫態轉速濾波方法的探討”,內燃機學報,第19卷, 第4期,第342-344頁,2001
[35]http://terms.naer.edu.tw/detail/1276990/(2013.4.21)
[36]成曙, 張振仁.發動機現代診斷技術.西安:西安交通大學出版社,第4頁, 2006
[37]陸昌壽,柴油汽車燃料系統,大嘉出版社,台北,第75-102頁,1998。
[38]D. Taraza, N. A.Henein.“The Frequency Analysis of the Crankshaft’s Speed Variation: A Reliable Tool for Diesel Engine Diagnosis:AReliable Tool for Diesel Engine Diagnosis,”Joumal of Engineering for Gas Turbines and Power , Vol. 123,428-432,2001
[39]李娟,內燃機暫態轉速訊號的研究,碩士論文,山東大學,山東,第29-37頁,2009
[40] 陸昌壽,柴油汽車燃料系統,大嘉出版社,臺北,第27頁,1998。
[41]梁乃文,內燃機,文京圖書有限公司,台北,第78頁,1995。
[42]謝岱凌、張家維、徐如欣、蕭子健,LabVIEW 201X,高立圖書有限公司,新北市,第7-25頁,2011。
[43]許智超,“訊號處理對偵測引擎瑕疵之研究”,碩士論文,國立成功大學,台南,第22頁,2005。

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔