柴油机状态检测和故障诊断是近年来故障诊断领域研究的热点方向,其中基于热工参数的状态检测与故障诊断正向智能化方向发展。柴油机瞬时转速信号和油管压力信号是用热工参数法进行状态检测和故障诊断时使用的两个重要参数。 柴油机瞬时转速波动的规律性为分析和推断柴油机的某些运行参数提供了丰富的信息。瞬时转速信号与各缸的发火做功过程是一一对应的,它综合反映了气缸的工作状态和工作质量。用瞬时转速可判断柴油机气缸压缩压力、工作不均匀性、燃烧差异等工作状态。本文分析了影响瞬时转速的因素和测量数据产生误差的原因,并在实际应用中提出了减小测量误差的方法。 测量的瞬时转速信号受到脉冲噪声的干扰,本文使用了两级滤波的方法来恢复瞬时转速信号。第一步是去除脉冲噪声,由于去除脉冲噪声效果较好的中值滤波方法可能会使信号的细节丢失,所以本文采用先对脉冲噪声进行检测定位,然后再滤波的方法来去除脉冲噪声。在检测脉冲噪声时,本文改进了差分排序脉冲噪声检测法,改进后的方法提高了脉冲噪声检测的准确率,保护了信号的细节信息。最后的滤波结果表明,改进的方法要好于差分排序脉冲噪声检测法。另外,本文还提出了一种“局部平均法”来滤除脉冲噪声,“局部平均法”在滤除脉冲噪声的同时,也能滤除一部分低频噪声,所以其滤除脉冲噪声的效果要好于中值滤波和先检测脉冲噪声再滤除的方法。 滤除了脉冲噪声以后,再使用低通滤波的方法来滤除残存的中低频噪声以恢复柴油机瞬时转速信号。因为从本质上来说,柴油机瞬时转速信号是一种非平稳信号,所以本文还使用了具有多分辨率分析功能的小波方法来恢复转速信号,并取得了较好的去噪效果。另外,本文分析比较了使用有限脉冲响应(FIR)低通滤波、无限脉冲响应(IIR)低通滤波、零相位数字滤波器滤波和小波滤波几种方法恢复柴油机瞬时转速时各自的优缺点。并且通过对转速的波峰值、波谷值与其所对应的曲轴转角的分析发现,若转速所表现的工作均匀性越好,那么其波峰值、波谷值所对应的曲轴转角也越理想。 燃油系统是柴油机的关键设备之一,对燃油喷射的质量和整个燃烧过程有决定性的影响。柴油机油管压力信号是检测柴油机燃油系统故障的重要参数。