發(fā)動機冷試排氣測試故障檢測與診斷方法.pdf

1、隨著對汽車發(fā)動機制造質量、整機性能要求的日趨提高,利用冷試技術準確檢測與快速診斷發(fā)動機故障的研究越來越為國內外汽車行業(yè)所重視。發(fā)動機冷試技術是發(fā)動機無燃燒過程的情況下反映發(fā)動機整機裝配性能快節(jié)拍、高質量、低成本的檢測方法,可以實現對發(fā)動機在線100％測量,主要目的在于通過檢測數據分析判斷發(fā)動機狀態(tài)。排氣測試是冷試的重要項目,包括排氣壓力峰值、氣門開啟角、氣門開啟泄漏等參數,其不合格數量占冷試不合格總數的1/4-1/3,其故障檢測與診斷中

2、存在以下問題:一方面排氣測試參數控制限設計缺乏科學依據,參數相關性被忽視,導致故障漏報誤報時有發(fā)生;另一方面故障返修多依賴于主觀經驗進行遍歷查找,對檢測信息利用不足,導致返修效率低甚至失敗。
　　針對上述難題,本文基于多種統計理論構造了一套發(fā)動機冷試故障檢測與診斷方法,重點研究了單變量控制限確定、多變量控制限設計、排氣測試故障源診斷、進排氣氣門間隙故障模式分離等關鍵問題,開發(fā)數據處理分析軟件,在某型號發(fā)動機制造質量控制中得到有效應

3、用。本文主要研究內容如下:
　　(1)排氣測試單參數控制限確定方法
　　針對單變量控制限確定缺乏依據的問題,提出構建尾部分布以得到參數控制限,以分布參數表征前后數據狀態(tài)是否一致的方法。首先從平均超出量函數出發(fā)推導尾部分布模型;然后從尾部分布模型得到分位數,取代正態(tài)分布分位數作為參數控制限;最后根據分布參數后驗估計得到參數置信區(qū)間,表征前后數據狀態(tài)是否一致,作為控制限是否調整的依據。
　　(2)排氣測試多參數控制限設計方

4、法
　　針對常規(guī)單變量控制限監(jiān)控方法忽視參數相關性的問題,提出結合支持向量數據描述實現多變量監(jiān)控的方法。首先以尾部相關性作為相關性度量指標,作為多變量控制限參數選擇依據;然后引入支持向量數據描述方法,針對數據特點進行樣本篩選,結合誤報和漏報改進參數優(yōu)化方法;最后利用增量學習策略應對學習過程樣本量大的問題,減少漏報同時誤報隨著學習過程減少并趨于穩(wěn)定。
　　(3)排氣測試故障源診斷網絡建模方法
　　針對故障源診斷主要依賴工

5、程經驗,結論呈現不確定性的問題,提出將貝葉斯網絡理論與冷試返修診斷過程相結合的方法。首先提取故障事件獲得網絡輸入輸出節(jié)點,根據發(fā)動機配氣機構故障發(fā)生特點構造三層網絡結構;然后根據歷史檢測數據將故障源與故障征兆的復雜因果關系以概率模型表達;最后將冷試檢測及現場檢測數據作為多源證據信息,推理潛在故障源,并實現故障網絡學習更新。
　　(4)進排氣氣門間隙故障模式分離方法
　　針對進排氣氣門間隙故障征兆類似,只能通過遍歷檢查區(qū)分的問

6、題,提出基于排氣壓力波提取故障特征分離故障源的方法。首先借助經驗模態(tài)分解對冷試排氣壓力波進行多尺度分解;然后對分解結果去除趨勢項與噪聲項,得到特征能量向量;最后建立排氣壓力波特征與氣門間隙狀態(tài)的對應關系,構造氣門間隙故障源多值分類器。
　　(5)軟件開發(fā)與工程案例應用
　　在上述研究的基礎上,開發(fā)了“發(fā)動機冷試數據處理系統”排氣測試模塊,實現了單參數控制限確定,冷試返修故障診斷等功能,在排氣壓力峰值控制限調整與排氣測試故障診