车网_发动机_综合

问题1：车联网发展现状潍柴自主车联网发展现状调研，同类型国内外柴油机车监测应用。潍柴动力车联网应用解决方案潍柴动力股份有限公司产品广泛应用于重型卡车、客车、工程机械、农用机械、船舶动力等各个领域，这些车辆客户往往对定位、车辆工况监控、盲区通信、电子围栏、疲劳驾驶等服务具有强烈的需求。潍柴动力面对下游经销商推出了全球呼叫中心系统以及基于物联网、大数据技术的车辆服务平台-共轨行系统。1. 商用车在车联网领域中的需求：a) 政策要求：政府要求“两客一危”车辆安装符合道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求（JT/T794-2011）的卫星定位装置，并介入全国重点营运车辆联网联控系统，保证车辆监控数据准确、实时、完整地传输，确保车载卫星定位装置工作正常、数据准确、监控有效。b) 安全需求：实时监控车辆、道路和驾驶员状态，预防事故发生，并在事故发生时，及时获取信息，采取相应措施避免事故扩大影响c) 管理需求：监控运营及作业车辆情况，监管企业用户运营资质，建立运行信息数据库，便于统计分析。2. 设计方案：潍柴动力车联网服务平台将载重车作为信息源，利用行驶记录仪、DFM、iOBD、卫星定位系统等收集车辆行驶信息，利用通信网络将数据上传至潍柴动力车联网服务平台，实现对商用车辆提供在途管理、统计报表、人员安全、紧急告警、车况监控等服务，可通过web、手机、iPND进行访问a) 车况监控：通过各数据采集终端，平台获取运行及作业车辆基本状况数据和驾驶行为数据，对车辆燃油、电瓶等进行全面监控，并基于里程、油量、电压及机油状态等数据，开展深入的分析和挖掘，最终实现车辆基本状况监控、驾驶行为监控、数据多维度统计分析、异常数据报警等服务b) 在途管理：i. 实时定位：实时对运行车辆进行定位，并回传位置到中心ii. 实时监控（7x24小时）：车载传感器实时监控，超出阈值报警iii. 轨迹跟踪：记录车辆行驶轨迹，按需实现轨迹回放iv. 电子栅栏：限制车辆行驶范围，越界报警v. 电子地图：广泛覆盖的电子地图及相关数据c) 统计报表：对车辆整个运行或作业过程的相关数据进行分析，形成报表，如车辆费用统计、车辆里程统计、司机历程统计，并基于基本信息，对相关考核指标进行统计，如：准确率、安全驾驶等d) 人员安全：疲劳驾驶报警、劫持报警、警情监听、警情图片回传、紧急告警e) 紧急告警：通过对传感器采集的信息进行处理、融合和判断，实现防盗报警、碰撞报警、断电报警等3. 平台优势：a) 量身定做：根据企业自身的特点，提供个性化服务，打造安全行车体系b) 技术先进：实现OBD、北斗及物联网相结合，技术先进、市场竞争力强c) 性能稳定：平台性能安全稳定，产品质量过硬，可依据市场动态更新业务d) 即插即用：各终端设备可根据需求选择，即插即用免安装4. 共轨行系统：潍柴动力欧洲研发中心联合国际一流的车载通讯系统技术机构，推出集车辆与发动机智能管理于一体的控制系统，并进行专利申请。可实现车辆分期管理、油耗管理、车速管理、定位管理、车辆防盗、异常提醒、远程诊断。分期管理：保障车辆分期购买和卖出油耗管理：记录整车实时油耗、综合油耗，并存储14天数据车速管理：远程监测车辆平均速度定位管理：控制中心可确定车辆实时位置车辆防盗：控制中心对被盗车辆进行追踪定位异常提醒：分期提醒、油耗异常提醒、车速异常提醒、故障异常提醒、其他提醒远程诊断：车辆发生故障时，自动向控制中心报警，维修专家对车辆进行远程诊断5. 其他车联网解决方案：a) 华为车联网解决方案：基于OceanConnect物联网平台，依托华为全球公有云、合营云，以云服务的方式提供。面向上层应用，提供丰富的业务使能套件，比如出行服务、保养服务、车队管理、分时租赁、UBI等，面向未来提供预测性维护，ADAS分析、车路网协同服务、故障定界等b) 亚马逊车联网解决方案：提供导航、远程车辆诊断、健康监控、预测性分析、维护警报、媒体流服务、车辆安全和保全服务，主机应用程序和移动应用程序。c) 朗仁车联网解决方案：为汽车主机厂、新能源车主机厂、商用车主机厂、大型汽车服务连锁品牌提供定制的联网智能诊断设备及方案，可通过T-BOX终端结合朗仁云管理平台、APP等实时了解车辆运行情况（车辆故障追踪、数据分析），实现位置服务、远程控制、警情上报（越界、路线偏离、超速）、数据上送、云端数据服务d) 北奔重汽“北斗鑫”车联网平台：i. 实时精准的车辆定位：支持轨迹回放，适用于车队管理ii. 服务站地址查询iii. 实时回传车辆驾驶行为数据，统计不良驾驶行为（如频繁刹车、空挡滑行iv. 离合器高负载、空踩离合器、冷车启动、停车后立即熄火）v. 统计车辆运营数据，包括车辆油耗、加油量、里程等vi. 管理驾驶员档案信息vii. 远程故障诊断viii. 远程限制发动机转速，具备防拆能力e) 康明斯（Cummins）Connected Diagnostics：i. 发动机监控和诊断。使用远程信息处理服务将发动机无线连接至康明斯，通过移动应用或网络门户对多种设备的道路和非道路应用中的故障警报进行持续监控和诊断。缩小性能分析中的差距：识别故障代码并按照严重程度排序，在部件层面报告系统故障根源；避免发动机的渐进损坏：故障触发关键的发动机计时器后数秒内获得切实可行的深入洞察信息，利用此信息防止不必要的维修费用并最大程度减少计划外停机时间；恢复车辆运行：告知用户故障事件信息，派遣技师进行维修ii. 使用移动应用了解现场情况：监控车队设备状态，智能化调查动力系统，实时诊断协助iii. 基于监测的发动机数据进行预防性维护 康明斯发动机监控系统问题2：工况细分发动机关键测量量（车速、扭矩、水温、转速、油温等），与哪些典型工况相关（潍柴说的70多种细分市场大概指什么？）一、 发动机关键参数与测量量发动机性能参数：推力F，单位燃油消耗率sfc发动机试验中，转速、压力、流量的准确测量，直接关系到对发动机性能的评价水平二、 发动机特性1、发动机特性：性能指标随参数调整情况及使用工况而变化关系调整特性：性能指标随调整情况而变化关系。如：点火、喷油提前角调整特性等。使用特性：性能指标随使用工况而变化关系。如：负荷特性、速度特性、调速特性等。2、特性曲线三、 发动机工况分类1、发动机工况：发动机实际运行的工作状况。主要用发动机的转速和负荷来表示。根据PeMen，当任意两个参数固定，就可以求出第三个参数。故常用Pe与n或Me与n两组参数表征发动机稳定运行的工况点。2、发动机工况分类发动机工况一般分为工作工况、典型工况和用途工况等。1） 工作工况在发动机运行中，输出功率和转速随负荷或使用条件变化而变化的情况，成为工作工况。只有当发动机输出功率和转矩与工作机械消耗的功率和转矩相等时，工作工况才能稳定。2） 典型工况在汽车运行过程中，具有代表性的工况，称为典型工况。典型工况又分为以下两类： 按负荷变化：小负荷工况、中等负荷工况、全负荷工况和超负荷工况等。 按转速变化：加速工况、减速工况、匀速工况、怠速工况、低速工况、中速工况、高速工况、全速工况和超速工况等。3） 用途工况具有特定用途特征，根据发动机输出标定功率的持续时间定性的工况，成为用途工况。根据发动机的用途，其工况可以分为3类： 线工况（固定式工况）：功率变化时，转速几乎保持不变。例如发电用的发动机，负荷变化没有一定的规律，但转速必须保持稳定，以保证输送电压和频率的恒定，反映在工况图上是一条垂直线，属于线工况，见曲线1。 点工况：发动机为抽水机的功力作业时，由于负荷变化微小，发动机输出功率和转速基本保持不变的工况。 面工况：功率和转速变化频繁且范围很大，输出扭矩随阻力矩变化而变化的工况。例如车用发动机，见曲线3。 螺旋桨工况：功率和转速接近于幂函数关系。例如船用发动机驱动螺旋桨时，发动机发出的功率必须与螺旋桨所吸收的功率（Pe=kn3）相等，也属于线工况，见曲线2。 其他：拖拉机在农田作业时，负荷因土壤松实不同而变化，工况近似于恒速工况，运输作业时为面工况工作。四、 关键测量量与典型工况关系发动机工况图指发动机的特性曲线，表明发动机在不同转速下输出功率和扭矩的大小。横坐标为转速，纵坐标为功率和扭矩。特性曲线一般有两条，一条为功率曲线，一条为扭矩曲线。五、 潍柴说的70+细分市场是？六大业务板块：动力系统、智能物流、商用车、工程机械、豪华游艇和金融服务业务板块类别种类数量动力系统客车用发动机18卡车用发动机16工程机械用发动机16船舶动力柴油机23+双燃料机1+5发电机组工业功力陆用发电用发动机8+固定动力用发动机7燃气发动机3农业装备发动机9发电机组陆用标准型4+陆用静音/方舱4+陆用燃气1+陆用电站2变速器全同步器变速器2+大力金刚系列1+7DS系列1+轿车变速器1+轻卡变速器1+新能源减速器1车桥单级减速驱动桥1，起重机用车桥1，前轴1，卡车桥1整车整机重卡牵引车3、自卸车3、载货车1、水泥搅拌车1客车校车1、双风挡1、公路1、公交1特种车垃圾车1、清洗车1、洒水车1、洗扫车2、扫路车1、铁水专用列车1、矿用车1商用车（亚星）车架1、车身冲压件1、内摆门1、多功能商用车1轻型车2关键零部件液压件变量泵2、变量马达3、定量马达1、阀2、电控单元1火花塞汽车火花塞1、摩托车火花塞1，系列2齿轮4活塞销4后市场业务备品（配件）液压泵1、空气滤芯1、离合1、防伪码1、专用工具1再制造2油品机油、尿素1、油品防伪码1、工程机械专用油4、冷却液1、齿轮油1、专用机油4豪华游艇法拉第游艇9问题3： 发动机电控参数调整结合发动机运行的地域和工况特征，如何探索对部分发动机电控参数进行适应性调整的方法，在满足排放的条件下，达到更佳的经济性和动力性。发动机分类： 汽车发动机：为汽车提供动力的装置，是汽车的心脏，决定着汽车的动力性、经济性、稳定性和环保性。 汽车发动机分类：根据动力来源不同，汽车发动机可分为柴油发动机、汽油发动机、电动汽车电动机以及混合动力等。 内燃机（ICE, internal combustion engine）：常见的汽油机和柴油机都属于往复活塞式内燃机，是将燃料的化学能转化为活塞运动的机械能并对外输出动力。潍柴在2017上海车展展示了国六排放标准的新品，包括众多柴油发动机新品，还有插电式并联混合动力系统总成和燃气发动机。一、 传统发动机(即内燃机)：1. 影响传统发动机效率的主要因素：（1） 发动机性能：主要涉及发动机的效率1) 油耗特性：a) 测试方法：通过柴油机台架试验测量, 通常可以做总功率的万有特性试验, 有条件时可以做净功率的万有特性, 试验的转速和负荷尽量覆盖汽车行驶过程中可能运行的范围。b) 结果：得到万有特性图。2）汽车模型：克服四种阻力，滚动阻力、风阻、爬坡阻力、加速阻力。已知变速箱档位、车速和车轮半径, 可以计算出柴油机转速。已知汽车的机械传递效率为, 柴油机需输出功率 P 1 =P 2 /。已知柴油机转速和功率,可以计算出柴油机输出扭矩。3）油耗计算方法：汽车在不同档位上对应柴油机的运行曲线（2） 发动机与传动系统参数的匹配：发动机和汽车底盘的匹配。发动机：功率、转速，万有特性曲线；底盘参数：主减速比、车轮滚动半径等。例子：某车型的主要问题是燃油经济性不佳，为改善燃油经济性，在保持传动系统参数不变的情况下，对发动机进行优化。总结： 改善柴油机万有特性油耗, 尤其是常用工况区域的油耗, 可以降低汽车的使用油耗。 发动机性能 在满足汽车动力性要求的前提下, 采用速比低的底盘, 有利于降低等速油耗和加速油耗, 从而降低汽车使用油耗。 整车标定 通过匹配底盘参数, 改变速比, 可以改变柴油机的运行工况, 从而影响使用油耗。通过匹配底盘参数, 改变速比, 影响汽车的动力性能, 从而影响加速油耗, 也会影响汽车的使用油耗。 整车标定2. 电控技术对发动机性能的提升方式为了降低燃油耗和排放，可采取的措施：增压、增压中冷、燃油高压喷射、燃油电控喷射、尾气后处理等技术。发动机电子控制系统，简称电控系统，是通过对发动机点火、喷油、空燃比和尾气排放等进行控制，使发动机在最佳状态下工作。发动机电子控制系统主要包括：电控点火系统（ESA）、电控燃油喷射系统（EFI）、废气再循环控制（EGR）和怠速控制系统（ISC）、进气控制系统等。其工作原理是通过各种传感器测量各种信号，传送给控制器，控制器通过判断各信号信息，输送给执行器指令，来控制发动机正常工作。发动机标定工作就是对控制软件中控制参数进行优化，使其满足发动机动力性，经济性，排放法规要求电子控制式燃油喷射系统电控发动机：使可燃混合气的空燃比浓度能控制在所需要的范围内。化油器式发动机油路和电路划分的非常清楚，互相影响不大。而电控发动机燃油供给系统增加了电子控制部分，这就使得油路和电路相互联系，它不仅影响发动机燃油系的工作，而且还影响发动机的正常运行。由于电控发动机电子控制装置的增加，这就使发动机的整个结构(包括电控系)更为复杂。组成： 电控单元（ECU）是发动机电子控制系统的核心。它完成发动机各种参数的采集和喷油量、喷油定时的控制，决定整个电控系统的功能。 传感器：发动机转速、负荷、水温、油温、大气压力等。 执行器：最佳的喷油量和喷油正时或点火定时，通过执行器进行控制输出。工作原理：以发动机转速和负荷作为反映发动机实际工况的基本信号，参照由试验得出的发动机各工况相对应的喷油量和喷油定时脉谱图来确定基本的喷油量和喷油定时，然后根据各种因素（如水温、油温、大气压力等）对其进行各种补偿，从而得到最佳的喷油量和喷油正时或点火定时，然后通过执行器进行控制输出。标定：为提升整车性能，满足客户要求和国家标准，在发动机、整车、控制算法、外围器件确定以后，要对汽车进行标定。标定主要是指使用标准的计量仪器对所使用仪器的准确度（精度）进行检测是否符合标准。汽车的标定分为两部分：发动机标定，整车标定。发动机标定，就是在发动机开发工作过程中，在发动机台架上对发动机的全部工况的控制参数进行标定。简单说，就是为发动机的每个工作点找到合适的参数，比如点火提前角。ECU中的各种控制参数和表格（map），就是标定的主体对象。这些参数构成了一个庞大的数据库，当发动机运转时，ECU会根据从传感器测得的数据，经过数据处理，按照控制策略从数据库中取得参数来控制发动机运转。负责发动机的ECU称为EMS（Engine Management System）发动机管理系统，应用在包括汽油机PFI（如上图）、GDI，柴油机，混合动力系统等，主要控制发动机的喷油、点火、扭矩分配等功能。EGR控制Map图发动机基本性能的最大潜力取决于发动机的本体设计，发动机标定工作只不过是努力使这些潜力得到挖掘或协调。例如，汽油机通过改变进气量来改变输出的扭矩和功率，进排气系统的设计决定了发动机的充气效率，因此当发动机结构确定时，一定工况下发动机的最大充气量就已确定，发动机的动力性能也就确定；发动机的工作效率，即燃油经济性，决定于燃烧效率及机械效率，通过改变喷油时间、喷油量以及点火提前角可以改善燃油经济性，但是不能突破由于发动机设计限定的燃油经济性极限。发动机标定工程师就是通过一系列实验来确定发动机在某个状态（转速，负荷，温度，压力等）下正常运转。最基本的发动机标定就是通过台架试验，来给出一套喷油和点火的策略(map)来使发动机正常工作，在这一套可以工作的基本参数基础上，再对一些特殊情况如启动、怠速、急加速，油耗，噪声，排放等做出调整，最终使得发动机在各个工况下都能满足动力性，经济型，环保等等要求。发动机控制参数数量之多，使得标定的工作量巨大，各个参数之间是一个最优化与折中的过程。整车标定：汽车电子控制系统大体可分为四个部分：发动机电子控制系统，底盘综合控制系统，车身电子安全系统，信息通讯系统。整车标定包括整车排放标定，驾驶性标定，三高标定，各种子控制系统标定等。整车标定的主要任务是让车辆满足国家排放法规，提高车辆舒适性，平顺性等。发动机的整车标定，是在发动机装车后，进行发动机与整车的匹配工作，主要是对驾驶性、整车排放、整车油耗、整车动力性进行调整。这种调整是在发动机标定基础之上的调整。发动机台架标定作为ECU标定的第一步，通过进气模式、扭矩模型、喷油点火等标定来最大程度的发挥发动机的性能，是整车标定的基础。发动机标定只是整车标定的一部分，变速箱，底盘，汽车电子系统的标定也非常重要，各部分标定之间通常是相互关联的。EMS：控制功能是由EMS软件控制算法来管理。控制算法的设计和实现是汽车发动机控制系统开发中的关键要素，因为发动机的运行模式不同，例如：启动模式，空转模式，正常运行模式，高功率输出模式等。发动机启动后，EMS必须根据不同传感器收集的数据对发动机工况做出判断。通过该过程，EMS通过相应的执行器计算并调整喷射时间，点火提前，节气门角度等。发动机管理系统（EMS）与其他车辆控制系统（巡航控制，ABS，ESP等）配合使用，以增强车辆的性能和操控性。EMS中软件体系结构的应用层是引擎功能与车辆功能的分离。车辆功能包括车辆内动力总成管理的所有关注点，这些关注点不仅仅针对发动机燃烧，例如供电系统，热管理系统，车辆限速器等。作为现代火花点火（SI）发动机中的独立喷射控制系统开始使用EMS包括其他控制算法，例如转矩协调，点火控制，节气门控制，爆震控制，诊断控制，涡轮增压器控制等。所有这些算法都在EMS的应用软件体系结构中。目前，发动机控制算法大部分是通过基于数学模型的设计来完成的，非线性前馈控制是通过使用发动机图实现的，即基于矩阵的查找表，这些表是在校准过程中通过广泛的发动机试验台操作得出的。发动机管理系统具有数百个功能和数千个参数。这些功能中的每一个都需要与其他电子控制单元（ECU）软件一起进行正确的校准和测试。这些校准过程通常很复杂，并且包含很多测试内容。主要内容是稳态校准测试，瞬态运行，怠速运行，它们以查找表的形式涵盖了许多参数，包括燃料参数（如喷油正时），点火参数（如点火提前）等。所有这些查找表都是控制算法的一部分，这些算法存储在控制器的内存中。同样，控制系统对于由生产偏差，外部条件（例如温度）变化和老化引起的工艺参数变化应具有鲁棒性。最后，控制策略应具有简单的结构，便于在典型的低成本汽车微控制器系统上实施。近年来，许多控制理论已成功地应用于发动机控制系统。例如，PID控制，递归神经网络，可训练的模糊控制，自适应控制，最优控制，H控制，混合控制和非线性控制已用于控制不同的控制模块，例如发动机转矩控制，空燃比，节气门控制，怠速，点火正时等在发动机管理系统（EMS）中的应用。二、 混合动力（内燃机+电动机）混合动力电动汽车通常采用两种动力源, 动力源之一是传统发动机 (柴油机、汽油机或燃汽轮机)，另一种动力源由电机电池组、燃料电池、飞轮等提供。通过不同能源的优化互补、协调合作, 可在保证汽车动力性、安全性及舒适性的前提下, 改善汽车的节能减排性能。问题4：试车过程故障诊断以气门间隙不良为突破点，考虑气门间隙异常带来的排气门开启和落座的振动变化，通过噪声监测技术，诊断该类故障1.基本介绍和方法分析气门是柴油机的主要零部件之一，在柴油机工作过程中，气门会受到反复的落座冲击和振动影响，从而会使得进排气门间隙发生变化，出现故障，严重情况下甚至会妨碍柴油机安全可靠地运行，因此，对柴油机进排气间隙故障进行诊断非常重要。一下针对主要文献进行分析：1高清春,胡甫才.基于变分模态和奇异值分解的柴油机气门间隙故障诊断方法研究J.武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2019,43(04):746-751.文中采用变分模态和奇异值分解相结合的方法对其进行故障诊断对柴油机振动信号进行变分模态分解，对变分模态分量进行奇异值分解，提取奇异值特征向量，用模糊 均值聚类方法对故障种类进行识别，并进行了试验验证。该方法能够更加准确有效地对不同的气门间隙异常故障进行识别，具有更高的诊断精度2张晓帆,吴亚龙,么子云,茆志伟,江志农.基于Teager算子的内燃机气门间隙异常故障诊断方法J.现代制造工程,2018(10):144-148+75.通过仿真模拟与实验探究对不同气门间隙下部件的动力学行为进行模拟，探究故障机理和故障敏感特征。基于Teager 能量算子，探究实际机组振动信号中气门间隙异常故障敏感特征的精确提取方法验证了故障特征的敏感性和故障诊断方法的有效性。3司景萍,任庆霜,梁红波,张宝伟.基于小波包分析的气门间隙异常故障诊断J.振动与冲击,2011,30(12):64-68.司景平等人，人为的将气门间隙调整到不同的状态来模拟发动机气门间隙异常故障，测取正常和异常情况下的缸盖振动信号，对其进行时域分析，并对振动信号中的燃烧激励响应信号与排气门落座冲击信号进行小波包分解，通过计算各个重构子频带振动能量均方根来判断个激励响应信号的频率带，经特征值比较来确定气门间隙工作是否异常。然而小波包分析方法对故障进行诊断时受选取小波类型的影响，选取的小波类型不同会使得故障诊断结果出现较大的误差。4蔡艳平,李艾华,王涛,胡重庆.基于时频谱图与图像分割的柴油机故障诊断J.内燃机学报,2011,29(02):181-186.蔡艳平等人，将将图像分割理论引入柴油机故障诊断中，提出一种基于时频谱图、图像分割和模糊模式识别的柴油机故障诊断新方法利用二进小波对柴油机缸盖振动信号进行预处理，然后用时频谱图对柴油机气门机构 4 种状态下的缸盖表面振动信号进行时频分析，并将谱图结果根据图像分割理论对其等高图进行分割，最后通过选取分割后图像的特征体质心位置、特征体面积、数目和熵作为特征参数，并利用模糊 C 均值聚类对图像进行分类识别，利用这种方法提取的振动信号图像几何特征与形状特征参数能充分反映柴油机气门工作状态的信息，对不同类型的气门故障均能正确诊断。缺点是时频谱图方法通常不能实现故障的在线监测诊断。5梅卫江,王春林,边金英,赵永满,吴疆.柴油机气门间隙异常故障振动诊断的试验研究J.机床与液压,2010,38(17):130-132.该研究采用柴油机缸盖表面的振动信号进行试验研究。采集了柴油机在不同气门间隙下的振动信号,用时域法和频域法相结合的分析方法对故障特征信号进行分析,得出了气门间隙异常的频率特性和判断依据。结果表明,采用振动检测技术可以实现不拆卸配气机构就可简易诊断柴油机气门间隙异常故障。6刘昱,张俊红，毕凤荣.基于LMD边际谱的柴油机气门故障诊断J.内燃机工程,2014,35(6):96-100.7吴震宇,袁惠群,李沈.基于EMD和模糊聚类的柴油机故障诊断J.东北大学学报(自然科学版),2009,30(12):1784-1787.8王祝平,王为,李小昱,张军.基于EMD与神经网络的内燃机气门间隙故障诊断J.农业机械学报,2007(12):133-136+147.这三篇研究分别基于局部均值分解的方法、基于经验模态分解和神经网络的方法、基于经验模态分解和模糊聚类的方法，这些方法的本质是首先采用局部均值分解方法或经验模态分解方法对缸盖振动信号进行分解，然后再结合神经网络或模糊聚类方法对故障进行识别。缺点是局部均值分解方法和经验模态分解方法在对非线性非平稳的缸盖振动信号进行分解时存在端点效应和模态混叠等不足，会导致信号分解结果不准确，从而影响后面故障诊断识别的精度。2.总结：近年来有大量专家进行了基于气门间隙不良的柴油机故障诊断办法，关注点主要集中在三个方面：(1)信号时域角度，包括有近似熵、样本熵等熵方法、小波分解、特征值、经验模态分解等，比如Figlus T1等利用信号熵来实现小波变换去噪后的定量度量,从而获得有效的内燃机气隙不良的显著特征，司景萍等对缸盖振动信号进行时域分析并对关键信号进行小波分解、特征值比较等方式进行故障分析2对柴油机振动信号进行变分模态分解，该方法能够更加准确有效地对不同的气门间隙异常故障进行识别，具有更高的诊断精度3。(2)采用频域或者时频结合等方法来实现对于故障信号的分析与处理，KamalJafarian4等利用快速傅里叶变换提取到了发动机气门故障的四个关键特征，Shiyuan Liu5等利用关阀期间的振动信号，采用局部采样和特征平均法等实现特征的提取和处理分析，一些学者将图像分割理论引入柴油机故障诊断中，提出一种基于时频谱图、图像分割和模糊模式识别的柴油机故障诊断新方法6(3)结合神经网络或模糊聚类方法，JustinFlett7基于朴素贝叶斯统计FDD错误诊断系统的弹簧变型和气门故障关键特征，ukasz Jedliski8等提出了一种基于人工神经网络分析发动机头部运动旋转加速度的无创诊断内燃机气门间隙大小的方法。国内也有学者将经验模态分解与神经网络方法进行组合实现气隙门故障的检测等9。综上所述，内燃机气门间隙异常可导致气门开启、关闭的冲击幅值及相位发生变化。常规冲击来源识别依赖冲击的相位信息，在冲击混叠、转速波动大、甚至无转速信号的情况下，很难准确冲击相位，对信号冲击来源进行定位，从而进一步提取冲击特征诊断故障。同时对于气门间隙对排气门开启和落座的振动变化规律大多仅给出了定性的描述，对故障的定位准确度还不够，如何利用车内网高精度的定位故障发生的具体位置是柴油机试车过程诊断的难题与热点；振动方法依赖柴油机型的先验知识与诊断人员的专业水平，并且诊断方法计算量大，处理复杂，时效性差，急需找到合适的方法应用到实际现场机组的实时监测与诊断中来，因此基于气门间隙不良对柴油机典型故障监测诊断方法进行研究，具有重要理论和工程意义。3.参考文献：1Figlus T,Gnap J, Skrcan T, et al. The use of denoising and analysis of the acoustic signal entropy in diagnosing engine valve clearanceJ. Entropy, 2016, 18(7): 253.2司景萍,任庆霜,梁红波,张宝伟.基于小波包分析的气门间隙异常故障诊断J.振动与冲击,2011,30(12):64-68.3高清春,胡甫才.基于变分模态和奇异值分解的柴油机气门间隙故障诊断方法研究J.武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2019,43(04):746-751.4Jafarian K, Mobin M, Jafari-Marandi R, et al. Misfire and valve clearance faults detection in the combustion engines based on a multi-sensor vibration signal monitoringJ. Measurement, 2018, 128: 527-536.5Si J P, Liu J H, Guo L N, et al. Engine Fault Diagnosis Based on Information Entropy and RBF Neural NetworkJ. Noise and Vibration Control, 2015, 35(1): 214-218.6蔡艳平,李艾华,王涛,胡重庆.基于时频谱图与图像分割的柴油机故障诊断J.内燃机学报,2011,29(02):181-186.7Flett J, Bone G M. Fault detection and diagnosis of diesel engine valve trainsJ. Mechanical Systems and Signal Processing, 2016, 72: 316-327.8Jedliski , Caban J, Krzywonos L, et al. Application of vibration signal in the diagnosis of IC engine valve clearanceJ. Journal of vibroengineering, 2015, 17(1): 175-187.9王祝平,王为,李小昱,张军.基于EMD与神经网络的内燃机气门间隙故障诊断J.农业机械学报,2007(12):133-136+147.调研内容2：试车三漏诊断中试车过程中机油加入了荧光剂，目前工人通过视觉人工判定是否三漏，改进方向为通过基于多角度机器视觉实现三漏自动判定。1.基本介绍发动机的三漏主要指漏油、漏气、漏水三方面。由于油液渗漏和水的渗漏情形较为类似且都为液体，所以我们的调研方向大致朝向油液渗漏和气体渗漏的诊断这两个方面。以下是现阶段存在的一些诊断方法。油液渗漏主要分为外渗漏和内渗漏，内渗漏主要是指液压系统中液压元件内部油液从高压腔流向低压腔的渗漏，系统油液内部泄漏要求尽可能少；外渗漏主要是指系统中工作油液从工作腔流到大气中所产生的渗漏，而外泄漏在工业中一般是禁止的。因此，油液外渗漏检测是目前油液渗漏检测技术研究的重点。外渗漏主要有缝隙渗漏、多孔隙渗漏等形式，主要发生在阀板连接处以及管道接头处。2.主要方法分析现阶段的油液渗漏诊断方法主要包括以下几种：1.1基于介质的油液渗漏检测方法1）巡线观察法巡线观察法一般采用人工巡视的方式检测油液渗漏1。人工巡视法即通过视觉、嗅觉、听觉等方式来检测油液渗漏，是最原始的检测方法。但该方法检测结果通常会受到检测者的主观判断影响，存在检测精度不高以及不能连续检测的缺点。2）空气采样法通过空气检测仪器对系统周围的空气进行取样，测量空气中与油液渗漏相关的浓度值，若该值超过一定范围，则表明油液渗漏。该检测方法极易受到周围空气质量的影响，通常作为辅助手段。3）放射物检测法该方法主要通过向油液添加荧光剂等标记物，一旦油液发生渗漏，可通过荧光灯等方式检测出标记物。该方法简单易行并且可以准确地发现渗漏位置。但缺点是泄露所在位置仍然需要人工辨别，辨别工作劳动强度大、花费高、易因视觉疲劳且易造成漏检，同时荧光物质也可能会对油液产生污染。1.2基于传感器的油液渗漏检测方法1）超声波检测法即将超声波检测仪放置在待检区域垂直方向处，检测仪向待检区域发射超声波脉冲，若该区域发生油液渗漏，则超声波会在渗漏点内表面和外表面产生回波，我们可根据两次回波返回的时间差来判定油液是否渗漏。Bouchalkha等2从超声波流量的技术特点和应用特点入手，对比管道外部检测法和管内检测法的优点和缺点，提出了超声波流量计检测法。彭敬3基于UFM3030型超声波流量计设计了一套管道流量渗漏检测系统，该系统对于能耗要求较低，且有适应性强、灵敏度高的特点。2）负压力波法当油液渗漏发生时，该区域会产生负压力波，在该检测区域附近安装的压力传感器就可以测得，由此即可确定油液是否渗漏。路通达等4介绍通过压力实时监视确定输油管道漏油点的实例证明了该方法的可行性。甄恩帅等5以单片机为主构建系统数据采集的硬件平台搭建，配合上位监控软件，利用负压力波法对输油管道漏油进行检测和定位，也实现了很好的系统性能。此种方法检测效果突出，是目前国际上广泛重视的管道渗漏检测和漏点定位方法。但汽车发动机的油管较短，且形状曲折，因此将这种方法用于发动机的漏油检测较为困难。3）流量平衡法流量平衡渗漏检测方法包括线平衡法、补偿流量平衡法和质量平衡法6，以Liou7等人对这类方法进行了研究。这类方法的基本原理是通过测量管道中流入流出的流体体积（或质量）是否满足平衡的原理。系统正常时，管道两端输油口和出油口的油液质量差值应在预先设定的范围内，如果该差值超出设定范围时，且在短时间未能恢复正常，则可断定管道发生油液渗漏。4）相关分析法该方法需要在待检测区域附近安装传感器，通过计算所采集数据的相关性进行判断。当渗漏发生时，周围传感器所采集数据的相关函数的峰值会离开零值区域，即可判断该区域发生油液渗漏。张继超8以弱信号测试系统为基础，利用传感器检测输油管漏油点两侧的振动信号，求出两个传感器所采集信号的时间差，实现渗漏点定点检测。该系统硬件和算法都具有较强的抗干扰和抑制噪声的能力。5）统计分析法该方法通过计算待检测区域中油液压力和流量之间关系来判断是否发生油液渗漏。当区域发生渗漏时，该区域油液流量和压力之间的关系会发生变化且在短时间内不会恢复。该方法还可以根据油液流量和压力估计出油液渗漏的速度。马骏驰等9研究了建立基于GSM 技术的远距离输油管道漏油检测的无线传感网络。应用数据融合算法并结合贝叶斯估计和模糊推论，该方法能有效地减少无线传感网络的网络信息冗余和网络延迟，可以提高数据的精确度和可靠性以及系统网络的使用周期。1.3基于动态模型的油液渗漏检测方法该方法主要用于管道油液渗漏检测，即通过传感器采集管道内油液流量、流速、压力和温度等参数建立油液动态模型并模拟管道内油液流场，以此判断渗漏情况。该方法具有定位监测准确性较好的特点，但其所需传感器数目较多，成本较高。1.4基于小波变换的油液渗漏检测方法该方法通过对待检测区域附近的传感器所采集的信号进行小波变换，并进行时域和频域的特性分析，实现油液渗漏检测的目的。陈仁文10介绍了油液渗漏定位实时监测系统的基本方案以及用于信号处理的小波变换方法，重点讨论了利用信号小波系数与信号奇异性关系进行去噪的方法，并给出了一个去噪实例。结果表明该法的检测准确度很高。1.5基于机器视觉的油液渗漏检测方法将机器视觉应用于油液渗漏检测中是以后研究的重点。国内外对机器视觉检测技术的研究主要分为算法和系统这两大部分。1）机器视觉检测算法研究肖会等11提出了一种基于图像识别的柴油机喷嘴渗漏检测算法，该算法首先将得到的图像进行增强处理，然后采用阈值分割转化为二值图像，最后，根据设定的帧数间隔提取图像进行同态处理，去除重复信息后，检测出油液渗漏区域。张玉峰等12提出一种基于图像识别的荧光油液渗漏检测方法。与11相比其主要区别是该方法先将适当的荧光检漏剂加入到要待检系统中，利用荧光检漏剂在检漏灯的照射下，会发出明亮的黄绿光这一特点，增强渗漏区域与图像背景的反差。上述两种算法能够实现较为准确的预测，但其使用的图像处理技术较为老旧，能处理的图像数量也较为有限。如果现在较为成熟的深度学习网络，必然能够显著提升该算法的检测效果。2）机器视觉检测系统研究Qu等13提出一种基于视频监控的油液渗漏检测系统，该系统由数据获取单元、前端数据存储单元、数据传输单元和远程视频监控系统组成。系统首先提取视频序列的每一帧并转化为灰度图，将灰度图进行形态学处理后，通过迭代阈值分割算法转化为二值图像，其中，二值图像的黑色区域标记为渗漏区域。但作者所提出的算法是基于油液渗漏到海水中的这一情景讨论的，所以在实际使用时，我们可以带入发动机待检测区域的图像进行处理，但由于发动机表面颜色与油液的区分度不高，我们仍然考虑在油液中加入荧光物质以增强其和环境的对比度。Kuzmanic等14提出一种基于图像处理的船舶推进系统油液渗漏检测系统。该算法在系统刚启动之前先提取特定一帧作为模板图像，将此图像进行小波变换，来抑制噪声，然后采集当前帧，对其进行小波变换，最后将当前帧与模板图像进行差分操作，并按照预定的阈值分割图像，大于阈值的区域即为渗漏区域。Son等15提出一种油液管道渗漏视频监控系统，该系统首先采用多帧求平均值和形态学滤波来抑制背景模板的噪声，然后将当前帧与背景帧求差，重复多次操作，得到累积差分图像，对累积差分图像进行形态学滤波去噪。最后分析去噪图像，检测出渗漏区域。Sawadisavi等16研制一种视频跟踪小车，用于低速情况下的铁轨缺陷检测。该系统将相机分别安装铁轨上方和侧面。其中，位于铁轨上方的相机用于检测扣件、螺钉等部件的缺失或偏移，位于铁轨侧面的相机用于检测防爬器、铁轨连接器的移位与缺失等问题，也可检测铁轨枕木的划痕、裂纹等缺陷，并提出一种基于Gabor小波变换的部件识别算法。以上系统大多用于进行物件的缺陷检测，但如果将发动机所泄漏的油污看做该物件的缺陷，我们也同样可以使用上述缺陷检测算法漏油检测问题。漏气诊断：气体在发动机运作过程中主要起助燃的作用，若气体进入量不足则会导致发动机转速低迷。而空气的实时进入量可以通过空气流量计17进行实时的监控。而排气管的故障漏气也会导致发动机汽缸的压力有异常变化，因此我们可以通过发动机汽缸的压力传感器得知是否有漏气情况出现。薛薇18等人提出使用ARMA模型对压力传感器所测量数据进行分析，即先采用试车正常情况下的发动机汽缸数据作为训练集建立ARMA模型，再将实测数据与模型预测数据对比计算残差，如果残差超过一定的门限值则判定系统发生了气体泄漏。在该方法中，门限值确定的好坏将直接导致算法诊断的准确性，但作者并没有对如何选取门限值进行讨论。如果考虑使用神经网络方法并自适应的确定门限值，则可以大大提升该方法的实用价值。3.参考文献：1曲志刚.分布式光纤油气长输管道泄漏检测及预警技术研究D.天津大学, 2007.2Bouchalkha A, Hamad M, Beloushi K, et al. Desi