农用汽车发动机状态监测系统与诊断方法研究
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农用车发动机温度过高故障的排除方法农用车在行驶过程中,水温超过90 ℃甚至沸腾,就说明发动机温度过高。
发动机温度过高,将使充气效率降低,导致发动机的功率下降,农用车行驶无力。
由于机油温度随着发动机过热而升高,将使各润滑部位得不到良好的润滑,加剧了零件的摩擦和磨损。
如果农用车长时间在发动机温度过高的状况下行驶,运动件的正常间隙被破坏,严重时,使零件不能正常工作,甚至损坏零件。
因此,农用车在行驶中,如果发现发动机温度过高,一定要及时查找原因,排除故障。
现将引起发动机温度过高故障的原因及排除方法叙述如下,供参考。
一、冷却不良引起发动机温度过高1.冷却不良引起发动机温度过高的原因(1)百叶窗不能开启或开度不足。
(2)风扇皮带太松或因油污而打滑。
(3)散热器出水管老化吸瘪或内壁脱层堵塞。
(4)冷却风扇装反、风扇角度变小,或风扇规格不对。
(5)节温器失效,致使节温器大循环受阻。
(6)散热器内芯管堵塞,或散热片倾倒过多。
(7)冷却液的液位过低或水套水垢沉积过多,或分水管堵塞,分水不畅。
2. 故障检查与排除(1)针对发动机温度过高故障,首先检查百叶窗的开度、冷却液的液量是否足够,如不够就需要调整百叶窗的开度或添加冷却液。
(2)检查风扇传动带的松紧度是否符合标准,若风扇传动带磨损严重,则应予以更换。
(3)如果风扇转动正常,可触试散热器和发动机的温度。
若散热器温度低,而发动机温度很高,说明冷却水循环不良。
此时应检查散热器出水胶管是否被吸瘪,内孔有无脱层堵塞。
若被吸瘪可查明原因予以排除,必要时更换胶管。
若无新胶管时,可在吸瘪的胶管内放入适当的弹簧做支撑。
(4)如出水管良好,拆下散热器进水管,发动车进行试验,冷却水应有力地排出。
若不排水说明水泵或节温器有故障。
拆下节温器,看散热器进水管有无水排出。
若无水排出则水泵不良,若有足量水排出,应检查节温器伸缩管或里面的易挥发液体是否漏掉。
必要时更换节温器。
行车中若无零件更换时,可把节温器拆掉应急使用,待到达目的地后及时更换。
农机使用中常见故障及解决方法农机的使用是现代农业生产的重要组成部分,但是在农机使用的过程中,常常会出现一些故障,给农民的生产带来一些困扰。
下面,我们将列举一些农机使用中常见的故障及其解决方法,以期给广大农机用户提供一些参考。
一、农机发动机故障1、排气管发生异响解决方法:检查排气管与气门、气门导管之间的连接是否松动,如松动就紧固。
2、发动机烧机油解决方法:更换新油,调整气门间隙,更换发动机活塞环、气门导管等部件,清洗发动机油路及空气滤清器。
3、发动机抖动解决方法:检查发动机曲轴是否弯曲、松动,检查发动机螺栓是否紧固,更换发动机配件。
4、发动机加速不畅解决方法:检查发动机点火系统,如点火线圈或点火塞损坏就更换新的,如发动机点火时间不正常就进行调整。
二、轮植机故障1、轮植机无法工作解决方法:检查轮植机的输送系统是否通畅,检查轮植机齿轮箱是否正常运转,检查电源电压是否正常。
2、轮植机移动不自如3、轮植机浇水不均匀解决方法:检查轮植机的水流是否正常,检查水管是否有堵塞,检查喷水嘴是否修理或更换。
三、收割机故障1、收割机刀口磨损解决方法:定期修整刀口,避免刀口表面出现裂痕和伤痕,增加刀口寿命。
2、收割机卡住解决方法:检查收割机的滚筒是否卡住,检查收割机的传动系统是否顺畅,检查收割机的筛子是否清洁。
3、收割机加油口堵塞解决方法:清洁加油口,可以用钢丝球清洁加油口及管道。
四、拖拉机故障1、拖拉机起步无力解决方法:检查拖拉机排气管是否堵塞,更换新的空气滤清器,调整电瓶电极距离。
2、拖拉机油压过高或过低解决方法:检查拖拉机油泵是否正常,更换拖拉机的油压调节器。
3、拖拉机行驶时熄火总之,农机的使用离不开维护保养,只有我们经常检查农机的运行状态,及时排除故障,才能保证农机的可靠性,为农民的生产提供更好的服务。
国内农用发动机研究现状与展望曹孟冰;汪志义;谷林强;翁凌霄【摘要】本文综述了国内农用柴油机、汽油机、乙醇发动机、双燃料发动机、氢发动机、生物质斯特林发动机的研究现状,总结了这些农用发动机的优缺点,并指出洁净能源、短期可再生能源的利用是未来农用发动机燃料开发的主要方向;农用发动机燃料的经济性以及噪声的减少也是未来极有意义的研究方向.【期刊名称】《中国设备工程》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】2页(P154-155)【关键词】农用柴油机;农用汽油机;双燃料发动机;生物质斯特林发动机【作者】曹孟冰;汪志义;谷林强;翁凌霄【作者单位】南昌工学院,江西南昌 330108;安徽全柴动力股份有限公司,安徽全椒 239500;安徽全柴动力股份有限公司,安徽全椒 239500;南昌工学院,江西南昌330108【正文语种】中文【中图分类】S218现代农业的发展和农业机械的发展息息相关。
农用发动机作为农业机械的支撑核心之一,对农业机械的发展有着非常重要的作用。
农用发动机通过燃料燃烧,把化学能转化为机械能,以此来给机械提供动力。
目前农业发动机按使用燃料划分较常见的主要是柴油机、汽油机、乙醇内燃机、氢内燃机、双燃料内燃机、生物质斯特林发动机。
(1)柴油机。
单缸四冲程农用柴油机因其良好的经济性和野外工作性能,在农业机械化中被广泛使用。
我国是世界上柴油机生产量最大的国家。
针对农用柴油机进行了大量的研究,主要有以下几方面:一是高分贝噪声以及尾气排放研究。
农用柴油机在使用过程中不仅产生较高分贝的噪声,而且排出大量的尾气和碳烟。
其中噪声对人的身心有不良影响,尾气含有大量的致癌物质对人体和环境均有害;二是动力性与经济性研究。
利用柴油与其他可溶型燃料混燃,研究柴油机的动力性、经济性及喷油器的雾化性;三是柴油机的可靠性和寿命研究。
主要研究柴油机结构中各部分的疲劳限度,以此判断柴油机的可靠性和寿命。
四是故障诊断研究以此来对柴油机进行相应维修保养。
风电机组状态监测与故障诊断相关技术研究张文秀;武新芳【摘要】The technologies of condition monitoring and fault diagnosis can effectively reduce the cost of operation and maintenance, as well as ensure the security and stability of wind turbine. The research of condition monitoring and fault diagnosis were overviewed, then the status of the wind tubine monitoring technology and application development conditions of monitoring system were introduced, and aiming at the main failure parts for wind turbine and the wind power system, the research status and progress of condition monitoring and fault diggnosis methods in domestic and abroad were introduced. Finally the development trend of wind power generation system status montoring and research direction in the future were discussed.%对风电机组进行状态监测和故障诊断,可有效降低机组的运行维护成本,保证机组的安全稳定运行。
首先概述了状态监测与故障诊断研究的研究情况,然后介绍了风电机组的状态监测技术和状态监控系统的应用开发情况,接着针对机组中的主要故障组件及整个风电系统,介绍了国内外状态监测和故障诊断方法的研究现状与研究进展,最后探讨了风力发电系统状态监测的发展趋势以及未来的研究方向。
技术创新博士论坛您的论文得到两院院士关注基于改进型阴性选择算法的设备状态监测诊断方法研究Research on device status monitoring and fault diagnosis method based on improved negative selection algorithm(第二炮兵工程大学)李方溪陈桂明朱露刘希亮张倩LI Fang-xi CHEN Gui-ming ZHU Lu LIU Xi-liang ZHANG Qian摘要:针对阴性选择免疫算法中字符串空间收敛效果差以及运行成本高的缺点,依据Forrest 阴性选择算法提出了一种新的改进算法。
该算法基于模式概念建立检测器库,将特征向量组分别定义为自己模式串和非己模式串,并利用动态免疫学习算法来标记故障样本,以此来确定故障类型。
经过改进后的反面选择算法既能对已经或正在发生的设备故障进行精确诊断,又能预测未来可能发生的故障。
仿真分析结果表明改进型阴性选择算法具有较高的检测准确度。
关键词:人工免疫;阴性选择算法;在线监测;检测器;故障诊断中图分类号:TP274;TH17文献标识码:AAbstract:For negative selection immune algorithm in string space convergence both ineffective and the disadvantages of high operat -ing costs,a new improved algorithm is proposed.The algorithm established detector based on model concept,the feature vector groups were defined as his model string and the string has mode,and utilizing the dynamic immune learning algorithm to mark fault samples,so as to determine the fault type.After the improved negative selection algorithm can accurate diagnosis for equipment fail -ure has been happen or is being happened,and can predict the future possible fault.The simulation analysis results show that the improved negative selection algorithm has higher detection accuracy.Keywords:artificial immune;negative selection algorithm;online monitoring;detector;fault diagnosis文章编号:1008-0570(2012)10-0027-021引言在设备故障检测和诊断中,如果人们已知设备出现异常工作状况,往往还希望知晓故障的种类及可能发生的部位,这就需要对设备异常情况进行进一步的分类.由于机械设备故障监测诊断技术不断进步和发展,机电系统的复杂性程度越来越高,品种型号多种多样,需要监测的信号种类也越来越多,获得完备的故障信息数据库变得非常困难,故障机理分析和故障信息获得成为故障监测诊断技术发展与实现工程应用的瓶颈。
2018年2月 农机化研究 第2期 农用汽车发动机状态监测系统与诊断方法研究 王彦梅,李佳民 (浙江农业商贸职业学院,浙江绍兴312088) 摘要:为及时诊断农用汽车发动机的工作性能和故障状态,设计了多类信号采集、分析处理系统。通过对农 用汽车发动机监测信号的采集、处理、融合和诊断,搭建了发动机故障诊断平台。详细介绍了故障诊断系统的基 本思想和网络架构,重点研究了信号的采集和处理算法,提出并建立了一种基于信息融合的BP神经网络农用汽 车发动机故障诊断算法。在线实验表明:系统具有运行稳定、鲁棒性好及诊断精度高的特点,能够满足实际诊断 需求。 关键词:农用汽车;发动机;故障诊断;信号处理;在线监测 中图分类号:s219 文献标识码:A 文章编号:1003—188X(2018)02—0252—05
0引言 1 总体设计 农用汽车作为农业机械化生产的重要工具,是我 国从传统农业向机械化农业转变的一个中心环节。 农用汽车发动机作为农业机械的核心装备,是一个复 杂系统,是农用汽车的核心组成部分。其故障约占全 部故障的40%以上¨ ,而故障是可能引起事故的主要 因素之一。因此,故障诊断是保证农用汽车安全工作 和延长发动机使用寿命的主要技术措施 J。 设备的状态监测与故障诊断是通过获取设备过 去和现在运行过程中的状态量,判明质量优劣、可用 程度、是否安全、有关异常和故障的原因,并预测对将 来的影响,从而找出必要对策的技术 j。农用汽车发 动机作为一种结构复杂、长期在高温和不同压力下工 作的典型机电设备 ,其技术状态参数的多变性(强 度、压强、温度变化不同)最终导致故障发生。 发动机在运行过程中的工作参数、伴随过程参数 的变化与发动机的技术状况、故障状态等密切相 关 。针对以上问题,设计了农用汽车发动机工作参 数与伴随参数检测系统,并针对不同信息量,应用信 息融合与神经网络技术建立了农用汽车发动机故障 诊断模型,通过仿真与建模分析,解决了诊断模型收 敛速度慢、诊断精度低的问题。 收稿日期:2017—02—23 基金项目:浙江省教科规划2017年度(重点)研究项目(2017SB100) 作者简介:王彦梅(1966一),女,山东德州人,副教授,硕士,(E—mail) 393019734@qq.tom。 通讯作者:李佳民(1970一),男,黑龙江海伦人,副教授,硕士,(E—mail) 764838000@qq.corn。 1.1 设计原理 农用汽车发动机运行工况和伴随过程参数状态 由PCI采集卡采集传感器信号,传人工控机进行滤波 处理,得到所需的采集参数。工控机把采集到的状态 参数进行预处理、特征提取、成分抽取及信息融合后, 得到发动机故障诊断的特征向量,提供给故障分析诊 断算法,用于辨识农用汽车发动机的运行状态。所采 集到的信号参数分为原始数据量和经处理后的状态 向量,分别存储至SQL SERVER数据库中。故障诊断 系统总体设计如图1所示。
图1 故障诊断系统总体设计 Fig.1 General design of fault diagnosis system 1.2流程设计 农用汽车发动机工况状态信号和伴随参数信号 被采集后,传送至数据分析模块,进行信号分析判定。 若超限,系统报警;若未超限,经系统进行特征向量提
・252・ 201 8年2月 农机化研究 第2期 取,由标准模块库与状态参数库比对,确定信号是否 正常。如若不正常,系统进行简易判定处理后,再进 行精密诊断识别,确定发动机故障处于等级状态,出 现严重故障,则直接停机。系统流程如图2所示。
发动机故障处理 算法模型
数据采集 信号分析处理 超限? 超限报警
停机处理 状态显示 标准模式库
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三二二[●。。。。。。 。●。 。 。’_。●’V。_。_。。。。。。。一
图2故障诊断系统流程 Fig.2 Fault diagnosis system flow
2信号采集与处理
2.1 信号采集 发动机故障状态监测系统信号采集由传感器、采 集卡、计算机和信号调理测控软件等组成,如图3所 示。传感器采集农用汽车发动机各类原始信号,经过 适当的数学处理分析,获得发动机故障诊断测试系统 需要的特征信号。 发 动 机 信 逛 ]岖垂 巫 微 号 行 型 处 状 Pc 理 态 机 软 信 固 堕] 豆垂 臣 件 号源 图3信号采集结构不惹图 Fig.3 Schematic diagram of signal acquisition structure 图3中,传感器负责感知发动机运行状态和伴随 状态信号,把信号源的电信号和非电量信号转换为能 够识别的电信号,分为接触式和非接触式两种。信号 调理电路负责把传感器采集的电信号进行衰减、放 大、滤波及整形等处理。采集卡把采集的电信号传送 至计算机中;信号处理分析软件把采集到的信号进行 分析处理,供给诊断识别系统。 2.2信号处理 农用汽车监测与诊断系统是由计算机、被监测设 备、电子元件和电子线路互联的一个有机整体,实际 测量中必然出现一定的信号干扰。通过软件分析,采 集的信号夹杂着一定的高斯噪声,本文通过改进的一 种中值滤波算法去除信号中的高斯噪声。 中值滤波是一种非线性滤波算法,掩模的大小对 滤波的效果影响较大 ]。传统的中值滤波算法忽略 噪声点与信号点的区别而直接滤波,导致信号失真过 大 ]。本文在前人的研究基础上,提出一种自适应中 值滤波算法,其原理为:首先对信号进行判断,确定改 点是否为信号点还是噪声点,进而设定动态的掩模进 行滤波处理。设信号为_厂(rt),W为滤波窗口掩模, 为最大窗口掩模, i 为最小窗口掩模, 分别为滤波窗口的极大值、极小值和中值,将窗口 掩模内的值放人数组 []、 [m ]、 [m:]为去除 ,mi 后的极值,m。、m:为对应信号极大值、极小值的 位置。 设掩模内信号段的局部均值为 , 为方差,p。、 P 为系数,则 /< 1)= +P1 X 6 2)=//,一P2× :)≤ n)≤ 。) 若 rt): i ,k 为所有极小值中间点到m。位置 点的斜率,则 (s[m ]一 rt)) 一 (m1+1) 2 若 凡)=fm ,k:为极大值中间点到m 位置处的 斜率,则 ( rt)一s[m ])
设定一个阈值△,若k 、k 小于等于阈值△,则改 点为噪声点,反之为信号点。通过上述算法对采集的 信号进行滤波处理,结果如图4所示。
图4滤波前后的波形对比 Fig.4 Waveform comparison before and after filtering
3信息融合的在线诊断状态分析 3.1 信息融合算法研究 传感器采集到发动机运行和伴随状态的各种信 201 8年2月 农机化研究 第2期 号,经信号处理后得到反映运行与伴随状态的实时信 息 ;而现有的原始信息量过大,速度慢,表现性差, 需对现有的信息进行特征提取与融合处理,完成对被 测对象的综合评价 J。特征层的融合保留了足够数 量的原始信息,同时用实现的数据压缩,保持了设备 状态的描述¨ 。故障诊断与信息融合特征表述关系 如图5所示。
8QL SERVER ▲ 交互式 十 、 r l 系统信息
决策信息融合 数据信息融合
L 1 , 十 L
—— 特征信息融合卜— 信息 I 数据信息 特征信息 多传感器采集系统 图5 多传感器信息融台层次化结构 Fig.5 Hierarchical structure of multisensor information fusion 基于上述分析,本文采用数据融合确定诊断参数 值,设被测量真实值为 ,测量方程表述为 T:HTo+ 其中,71为测量值;日为系数矩阵;V为噪声。设测 量数据为 。 ,…, 、 。, ,…, ,其算术平 均值分别为
卜・ ,n
对应的标准偏差分别为 :.
/ ∑m(Ior1 Tip一 Tt)√ 刍一)
::.
/ 塞( 一_2) √ 刍 2P
测量方程可转化为 = + 融合方差为 =[( 一) + R H]
: !: ^1 ^, or1十or,
其中, 为日的转置矩阵;R为测量噪声的协 方差。
0三]L J
由式(1 1)、式(12)可得数据融合诊断参数值为 +:— 一 + 一
^, ^9 ‘ ’ ^’ 0-1十 々 1十 ,
3.2基于专家知识库的故障诊断模型研究 上述分析了基于多传感器信息融合技术,并对数 据融合的诊断值算法进行了分析研究。随着监测诊 断系统的日益复杂,传统的、单一的单类传感器信息 诊断已不能满足精确诊断的需求¨¨。在上述研究的 基础上,充分利用各种传感器信息进行融合,以提高 诊断精度。在诊断预测过程中,领域专家不但拥有丰 富的领域知识,且还具有合理选择和运用知识分析的 能力,以达到高效分析预测的目的¨ 。本文设计的 故障诊断推理过程,以知识库中的领域知识为基础, 合理选择利用专家知识和选择诊断方法,将各方面的 诊断信息和诊断结果进行综合,以达到并获得可靠的 诊断预测结果。系统结构如图6所示。
……………一_卓蔷宿意 一一…… 传感器I传感器l__…一I传感器I ——r—— ———1—一———1—一 二 二二二二_T二l_二二二二二二】[二。
信号采集调理模块 +
雨 【参数估计模型I 匝巫困 [ 匝 圃 [ 圃
征兆获取模块 诊断方法模块 J—一 诊断推理模块
jl_—— 结构处理模块
图6智能故障诊断结构不恿图 Fig.6 Schematic diagram of intelligent fault diagnosis 图6为集成化发动机故障诊断系统,主要应用监
测对象模型、规则库、案例库及神经网络模型,以计算 机为协同机制平台,综合表达和组织运用分析发动机 运行状态,并能实现不同方法间的任务分配和结果传 递、结论一致性校检和解释的综合性诊断学习平台。
4测试诊断平台的搭建与分析 4.1 故障诊断算法研究 农用汽车发动机故障诊断的实质是搜索各种潜 伏的和已经表现的故障征兆,进而对故障征兆的原因 做出判断和解释 。传统上依靠人工排查的方法解
・254・
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