基于小波變換和角度域分析的發(fā)動(dòng)機氣門(mén)機構異響排查
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圖2 第1缸進(jìn)氣側凸輪軸承座振動(dòng)及發(fā)動(dòng)機上方噪聲時(shí)域數據圖
通過(guò)對“嗒嗒“異響小波分析，基本可以確定該異響來(lái)自于氣門(mén)機構系統，為進(jìn)一步調查明確異響產(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)機曲軸轉角分析功能則提供了有力的分析工具。為滿(mǎn)足角度域分析需要，使用磁電轉速傳感器采集發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)齒轉速信號，因為啟動(dòng)齒圈132齒，所以角度域分析精度在3°附近，滿(mǎn)足對問(wèn)題的定義需求。同時(shí)采集發(fā)動(dòng)機1缸缸壓信號作為發(fā)動(dòng)機工作循環(huán)參考。通過(guò)對“嗒嗒”異響信號角度域分析，確定異響發(fā)生在曲軸轉角470°左右，進(jìn)一步對氣門(mén)室罩蓋振動(dòng)信號進(jìn)行角度域轉換（見(jiàn)圖5），發(fā)現在曲軸轉角477°時(shí)氣門(mén)室罩蓋振動(dòng)峰值非常突出，通過(guò)分析發(fā)動(dòng)機工作循環(huán)所對應的氣門(mén)運動(dòng)角度，發(fā)現第二缸的進(jìn)氣門(mén)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)機氣門(mén)落座在角度上有一定的調整角度空間，因此二缸進(jìn)氣門(mén)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。根據角度域分析初步思路，進(jìn)行去除氣門(mén)，利用排除法來(lái)確定該問(wèn)題的來(lái)源。
圖5 氣門(mén)室罩蓋角度域分析彩圖
為了驗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(mén)，再按照順序安裝回4缸、2缸氣門(mén)機構，通過(guò)按照以上順序的排查試驗驗證，充分證實(shí)了轉角測試分析的精確性。圖6為安裝回4缸氣門(mén)后發(fā)動(dòng)機上方噪聲的小波分析時(shí)頻圖，圖7為在安裝第4缸氣門(mén)的基礎上再安裝回2缸的氣門(mén)，明顯可以看到該異響特征重現。
圖6 安裝回4缸氣門(mén)后發(fā)動(dòng)機上方噪聲的小波分析時(shí)頻圖
圖7 安裝第2缸氣門(mén)后發(fā)動(dòng)機上方噪聲小波變換時(shí)頻圖
3.1 通過(guò)對對異響信號的小波變換，可以得到比常規頻譜分析更好的時(shí)頻特性，找出了“嗒嗒”異響的特征。并運用角度域分析，準確定位該異響發(fā)生時(shí)刻所對應的曲軸轉角角度，依據發(fā)動(dòng)機循環(huán)特性，指出了該嗒嗒異響來(lái)自第2缸進(jìn)氣門(mén)的落座時(shí)刻。
3.2 由于發(fā)動(dòng)機是復雜的往復旋轉系統，很多激勵都與發(fā)動(dòng)機曲軸轉角有特定的關(guān)系，利用小波分析可很好地將此類(lèi)周期性的特征信號重現，從而更精確的定義和判斷問(wèn)題，極大提高了故障問(wèn)題診斷的效率。本文通過(guò)對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)也驗證了角度域分析振動(dòng)噪聲信號對激勵點(diǎn)定義的準確性。(end)
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