第5期（总第226期） 2016年10月
·测试与诊断·
车用发动机 VEHICLE ENGINE
基于GT-Crank仿真的柴油机气缸
磨损时瞬时转速分析
顾程，乔新勇，段誉，翟振东
（装甲兵工程学院机械工程系，北京100072）
No 5 (Serial No 226 )
Oct2016
摘要：利用GT-Crank软件对柴油机曲轴瞬时转速进行仿真分析计算，研究了正常状态、单缸磨损、多个相邻缸磨损和多个非邻缸磨损状态下解时转速的变化规律，提取了状态特征参数，并分析了气缸磨损对其他缸的影响，为深入研究瞬时转速在柴油机状态检测诊断中的应用提供了理论依据。
关键词：柴油机；气缸；磨损；瞬时转速；动力学分析；仿真 DOI: 10 3969 /j issn 1001-2222 2016 05 016
1文献标志码：B
中图分类号：TK401
文章编号：1001-2222(2016)05-0082-05
气缸磨损是柴油机运行过程中不可避免的现象。随着柴油机运行时间的增加，气缸磨损程度呈现上升趋势，磨损程度严重将会影响柴油机的正常工作。在不解体的状态下，直接测定气缸的磨损状况非常困难。目前常用的气缸磨损测量方法有很多，如检测气缸压力、缸盖振动、曲轴瞬时转速、润滑油消耗量、起动电压和起动电流等。直接测量气缸压力比较困难，测量缸盖振动、润滑油消耗量不够精确。柴油机的瞬时转速信号蕴含着大量的机器运行状态信息，可以间接反映缸内压力，进而反映出气缸磨损状况,并且容易测量，精确度高-3]。SF.Reze-ka和N.A.Henein对转速波动图进行研究，提出可用于诊断故障的三个无量纲参数；天津大学的胡玉平等人在刚性曲轴模型的基础上建立了瞬时转速分析模型，讨论了气缸数、平均转速、负荷以及各缸工作均勾性对内燃机瞬时转速波动变化规律的影响5]：江苏大学的王瑞超等人运用Pro/E建立曲柄连杆机构实体模型，基于ADAMS平台建立了曲轴连杆机构动力学仿真模型，讨论广影响避时转速的关键因素，提出利用瞬时转速进行故障诊断的特征参数和判据；海军工程大学的张永祥等人采用非线性动力学模型和变转动惯量对转速进行了仿真：得到瞬时转速、指示扭矩和缸内压力之间的关系[7] 本研究利用GT-Crank软件对柴油机动力机构进行律模，通过施加不同的气新磨损状态，对不同转速下
收稿日期：2016-04-18；修回日期：2016-07-07
柴油机的工作过程进行分析，建立了曲轴转速波动信号与气缸磨损之间的关系，对于评价使用期内柴油机质量状况检测诊断及指导维修具有重要意义。
1仿真模型建立
瞬时转速的波动与缸内气体压力和往复惯性力有关，在各缸工作完全一致的情况下，其波动具有良好的周期性。柴油机正常工作时，各缸波形虽有差异，但差异不大。当某气缸工作不正常时，由于作用在曲轴上扭矩的周期性波动，使曲轴的回转角速度呈现不均勾性。为了研究柴油机气缸磨损状态下瞬时转速的变化规律，本研究以某型装备的 12V150ZLC柴油机为例,利用GT-Crank软件建立柴油机动力机构分析模型（则图1）.分别设置活塞、
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图112V150ZLC柴油机动力机构分析模型
作者简介：顾程（1992—），男，硕士，研究方向为案油机状态检测和故障诊断：gucheng93@126com。