基于小波變換和角度域分析的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門機(jī)構(gòu)異響排查
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圖2 第1缸進(jìn)氣側(cè)凸輪軸承座振動(dòng)及發(fā)動(dòng)機(jī)上方噪聲時(shí)域數(shù)據(jù)圖
通過對(duì)“嗒嗒“異響小波分析，基本可以確定該異響來自于氣門機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，為進(jìn)一步調(diào)查明確異響產(chǎn)生的原因，還必須精確定義該異響產(chǎn)生的部位。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角分析功能則提供了有力的分析工具。為滿足角度域分析需要，使用磁電轉(zhuǎn)速傳感器采集發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)齒轉(zhuǎn)速信號(hào)，因?yàn)閱?dòng)齒圈132齒，所以角度域分析精度在3°附近，滿足對(duì)問題的定義需求。同時(shí)采集發(fā)動(dòng)機(jī)1缸缸壓信號(hào)作為發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)參考。通過對(duì)“嗒嗒”異響信號(hào)角度域分析，確定異響發(fā)生在曲軸轉(zhuǎn)角470°左右，進(jìn)一步對(duì)氣門室罩蓋振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行角度域轉(zhuǎn)換（見圖5），發(fā)現(xiàn)在曲軸轉(zhuǎn)角477°時(shí)氣門室罩蓋振動(dòng)峰值非常突出，通過分析發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)所對(duì)應(yīng)的氣門運(yùn)動(dòng)角度，發(fā)現(xiàn)第二缸的進(jìn)氣門關(guān)閉角度430°，非常接近470°的異響發(fā)生角度，因VVT發(fā)動(dòng)機(jī)氣門落座在角度上有一定的調(diào)整角度空間，因此二缸進(jìn)氣門關(guān)閉角度在430°以及滯后一定的角度，與470°的異響角度接近。根據(jù)角度域分析初步思路，進(jìn)行去除氣門，利用排除法來確定該問題的來源。
圖5 氣門室罩蓋角度域分析彩圖
為了驗(yàn)證角度域分析的正確性，分別按照順序依次去除了2缸、4缸、所有缸的氣門，再按照順序安裝回4缸、2缸氣門機(jī)構(gòu)，通過按照以上順序的排查試驗(yàn)驗(yàn)證，充分證實(shí)了轉(zhuǎn)角測(cè)試分析的精確性。圖6為安裝回4缸氣門后發(fā)動(dòng)機(jī)上方噪聲的小波分析時(shí)頻圖，圖7為在安裝第4缸氣門的基礎(chǔ)上再安裝回2缸的氣門，明顯可以看到該異響特征重現(xiàn)。
圖6 安裝回4缸氣門后發(fā)動(dòng)機(jī)上方噪聲的小波分析時(shí)頻圖
圖7 安裝第2缸氣門后發(fā)動(dòng)機(jī)上方噪聲小波變換時(shí)頻圖
3.1 通過對(duì)對(duì)異響信號(hào)的小波變換，可以得到比常規(guī)頻譜分析更好的時(shí)頻特性，找出了“嗒嗒”異響的特征。并運(yùn)用角度域分析，準(zhǔn)確定位該異響發(fā)生時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角角度，依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)特性，指出了該嗒嗒異響來自第2缸進(jìn)氣門的落座時(shí)刻。
3.2 由于發(fā)動(dòng)機(jī)是復(fù)雜的往復(fù)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，很多激勵(lì)都與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角有特定的關(guān)系，利用小波分析可很好地將此類周期性的特征信號(hào)重現(xiàn)，從而更精確的定義和判斷問題，極大提高了故障問題診斷的效率。本文通過對(duì)缸蓋嗒嗒異響的排查，很好地證明了LMS小波分析在時(shí)頻分析中的作用，同時(shí)也驗(yàn)證了角度域分析振動(dòng)噪聲信號(hào)對(duì)激勵(lì)點(diǎn)定義的準(zhǔn)確性。(end)
評(píng)論