基于蓄压腔压力信号的船用共轨高压油泵故障诊断研究

作     者：秦慈伟 

作者单位：中国舰船研究院 

学位级别：硕士

导师姓名：梁刚;金江善

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 082402[工学-轮机工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

主      题：共轨高压油泵 故障诊断 压力信号 时频特征 信息融合 

摘      要：高压油泵是高压共轨系统的液动力源头,对共轨系统可靠性十分关键。高压油泵故障率高且故障影响大,高压油泵一旦发生故障,轨压无法正常建立,柴油机的高效、稳定运行就无法得到保障。现有的柴油机难以对高压油泵进行有效监测,共轨高压油泵故障诊断依赖工程师的经验知识,对工程师要求较高,费时耗力,还不能较为理想的评估高压油泵状态,难以有效指导维修。因此,开展高压油泵故障诊断技术研究,提高维修效率,具有重要的工程应用价值。本文结合工程应用背景,基于高压油泵蓄压腔压力信号开展船用共轨高压油泵故障诊断技术研究。根据船用共轨系统特点及工程实际需求,明确了本文研究目标为将故障隔离至两台泵中出现故障的泵。基于失效模式影响分析(FMEA)方法,系统性地分析船用共轨高压油泵潜在故障模式。建立并标定高压油泵仿真模型,通过注入故障方式仿真高压油泵故障,对高压油泵故障特性进行仿真研究。基于时域无量纲波形参数分析、频域FFT方法对故障态高压油泵蓄压腔压力信号进行分析,将高压油泵故障分为两类:计量阀卡滞故障和泵油系故障。详细分析两类故障的故障特性,分别制定故障诊断策略。针对计量阀卡滞故障,提出基于蓄压腔压力信号融合高压油泵控制电流信号的计量阀卡滞故障诊断方法,经仿真验证,能有效诊断计量阀卡滞故障,诊断方法有效。针对泵油系故障,提出基于优化因子、波形因子、能量熵的泵油系故障诊断方法,经仿真、试验验证,能有效诊断泵油系故障,诊断方法有效。