柴油机是目前应用最广泛的动力设备之一,而燃油系统又是柴油机的关键系统,其工作状态好坏直接影响柴油机的正常运行,并决定着柴油机性能的优劣,一旦燃油喷射系统发生故障,必将导致柴油机性能恶化。柴油机故障中约1/3是由于燃油系统故障引起的,这些故障会导致柴油机燃油燃烧恶化,动力性能、经济性能和可靠性能下降以及有害排放物增多。因此,及时地诊断出柴油机燃油系统的故障具有重要意义。柴油机燃油系统以可压缩流体为介质,工作压力高,结构型式多样,各种参数之间互相作用、互相影响,关系十分复杂。在试验台架上进行反复测试来分析故障特征的传统方法必须花费大量的人力和物力,研究周期也长,难以适应现代高节奏生产的要求。 为此,本文系统介绍了用于燃油喷射系统故障诊断测试的信号采集、信号小波分解、波形识别、神经网络、虚拟仪器等技术,并对各项技术的原理特点及在故障诊断领域中的应用做了细致的研究和分析。在此基础上提出了一种以虚拟仪器技术为通用化平台的燃油喷射系统故障诊断测试系统,应用效果良好。 本论文主要研究内容及取得的成果有: (1) 在研究柴油机燃油喷射系统的功用、结构和工作过程及机理的基础上,提出用检测高压油管中的压力波动变化的方法来诊断燃油喷射系统的故障的方法,实验表明高压油管的压力波形包含了大部份的工作状态信息,能较敏感的分辩出各种故障信息。 (2) 把虚拟仪器技术运用到柴油机燃油喷射系统的故障智能诊断,用虚拟仪器采集卡采集油管压力的波动信号,用LabVIEW语言的开发出故障诊断的软件平台。虚拟仪器采集卡与电脑的连接非常简单,有USB接口也有PCI卡直接插入电脑的PCI插槽,采集信号可以多路同时进行,更换和增加采集信息也非常方便,只需更换和增加传感器及电脑程序的设置。LabVIEW语言具有可视化、流程式、模块式的特点,编程非常方便,并可以函数的形式调用软件如MATLAB,弥补了本身的不足,本文应用了MATLAB实现了小波分解和BP神经网络。 (3) 运用离散小波分解技术对高压油管压力波形进行分解,分解出一个低频逼近分量波形a3和3个高频分量波形d1、d2、d3,同时波形识别程序对低频逼近分量波形a3进行分析识别提取时域方面的特征参数,对低频逼近分量波形a3和高频分量波形d3进行计算,分别提取频域方面的低频能量因子和高频能量因子2个特征参数,不但保留了时域特征还保持了频域特征,实验证明是一种对高压油管