基于EMD的天然气发动机供气系统故障诊断方法

第 1 期 ( 总第 1 8 6期) 2 0 1 0年 2月 车 用 发 动 机 VEHI CLE ENGI NE No ． 1 ( S e r i a l No ． 1 8 6 ) F e b ． 2 0 1 0 · 测试 与诊 断 · 基 于 E MD 的 天然 气 发 动 机 供 气 系统 故 障诊 断 方 法 段礼 祥 ，张来斌 ，李 刚 ，王福 善。 ， 殷 树根。 ( 1 ．中国石 油大学( 北京) 机 电学院，北京 1 0 2 2 4 9 ；2 ．塔里木油 田分公 司装备处 ，新疆 库 尔勒 8 4 1 0 0 0 ) 摘要 ： 针对天 然气发动机故 障信 号的非平稳性 、 非线性等特点 ， 提 出一种基 于 E MD提 取能量特征 参数的故 障 诊断方法 。从 天然气发动机 供气 系统正常、 气门间隙大、 排 气阀漏气 3种 工况振动信 号 的 E MD能 量熵值 中发 现 ， 当供气 系统发生故障时 ， 各 I MF分量的能量会发生 变化 。因此运 用 E MD方法提取 最有效的 I MF分量 的能量特征 指 标 ， 利 用 c均 值 模 糊 聚 类 法 对 此特 征 进 行 聚类 进 而 建 立 天 然 气发 动机 供 气 系统 的 故 障 识 剐 模 型 。 现 场 试 验 验 证 了该方法在天然 气发动机供 气系统故障诊 断中的有效性 。 关键词 ： 天然气发动机 ；经验模态分解 ； 能量熵 ；模糊聚类 ； 故 障诊 断 中图分类号 ： T K4 3 8 ； T P 2 0 6 ． 3 文献标志码 ： B 文章编号 ：1 O O 1 — 2 2 2 2 ( 2 O 1 O ) O 卜0 O 7 2 一 O 5 气 门间 隙大与排 气 阀漏气 是 天然气 发动 机供 气 系统的 2 种常见故障。气 门间隙过大时 ， 气 阀的开 启或 关 闭会对 阀座 产 生 很 大 的 冲击 力 ； 排 气 阀漏 气 时 ， 气缸 内处 于燃 烧 阶段 的高 压 高 速气 体 流 经 漏 气 的狭 缝 时会对 气缸 产生 较大 的 冲击 激振 力 。这些 激 励 源在气 缸盖 上 产生 的振 动 信 号呈 非 线 性 、 非 平 稳 性 等特 点 。实 践证 明 ， 在 此类 非 平 稳 信 号上 利 用 传 统的时域或频域方法提取有效的故 障信息 ， 效果并 不 理想 。 经 验模 态 分解 ( E MD) 基 于 信 号 的 局 部 特 征 时 间尺度 ， 将复杂的信号分解 为有 限的固有模态分量 ( I MF )......