为提高柴油机动力装置的安全性和可靠性,满足现代预防维修制度和自动化系统的要求,对柴油机进行状态监测和故障诊断具有十分重要的意义。柴油机是一种典型的往复式动力机械,结构复杂决定了对其进行状态监测与故障诊断的困难性。本文进行了利用瞬时转速和轴系扭振信号监测柴油机状态的研究,开发了柴油机轴系扭振测试系统。主要研究内容包括: 1、进行了瞬时转速测量原理的研究,介绍了几种测量瞬时转速的方法,分析了影响瞬时转速测量精度的主要因素,如齿轮分度和采样频率等,探讨了采用齿平均、滤波、整周期平均等方法来提高瞬时转速的测量精度。 2、进行了扭转振动测量原理的研究,介绍了几种测量扭转振动的方法,分析了影响扭转振动测量精度的因素,如轴系横向振动和传感器精度等,探讨了安装双传感器、采用光电编码器等方法来提高扭转振动的测量精度。 3、在分析柴油机动力学特性的基础上,建立了简化的瞬时转速模拟计算模型,开发了相应的仿真计算软件,分析了螺旋桨对瞬时转速的影响,通过柴油机瞬时转速的模拟计算分析和实测信号的分析处理,定义了三个用于柴油机故障诊断的特征参数,利用这些瞬时转速特征参数能够准确的判断柴油机是否有故障及找出故障缸。 4、进行了利用扭振信号诊断柴油机故障的研究,试验表明:当柴油机发生漏油故障时,低谐次振幅值会大幅度增加。在虚拟仪器平台LabVIEW上研制了扭转振动测试系统,描述了该系统的总体框架、测试方案、软硬件和实现技术,可实现柴油机扭振状态的在线监测。 在进行理论研究的同时,完成了试验研究和测量工作,验证了上述诊断方法与测试系统的有效性和工程实用性。