基于磁传感技术的船用柴油机活塞环监测方法研究

本项目拟采用理论分析与试验研究相结合的技术路线，用有限元法分析活塞环磨损变化引起磁场大小和方向的变化规律，建立活塞-缸套-活塞环-磁阻传感器的磁场计算模型, 确定磁阻传感器、活塞环、活塞及气缸套等部件几何尺寸、材料属性以及边界条件，进行磁场计算模型假设的合理性分析和模型修正，分析相关参数对计算结果的影响，以及计算与试验结果的一致性分析。搭建柴油机活塞环磨损试验台，进行活塞环不同磨损量的模拟试验，解决活塞环磨损模拟和同条件安装、磁阻传感器封装、外界磁场对磁阻传感器影响及抗干扰、测量信号滤波、标定和信号特征量提取等关键技术，试验验证磁场计算模型，建立活塞环磨损量与输出信号特征参数的相互关系, 掌握基于磁阻传感技术的船舶柴油机活塞环磨损监测方法。

活塞环是船用柴油机的主要运动部件之一，活塞环磨损所造成的柴油机故障占有相当大的比例，研究船用柴油机在线精确监测活塞环磨损状态具有重要意义。本项目采用理论分析与试验研究相结合的技术路线，建立了活塞-活塞环-气缸套-磁阻传感器的三维磁强度计算模型，用有限元方法计算了三维磁强度，试验验证了计算模型正确性；通过柴油机不同活塞环磨损状态的有限元计算分析和模拟试验，揭示了活塞环磨损引起的磁场大小和方向变化与活塞环磨损量的定量规律；发明了活塞环磨损在线监测用磁阻传感器及标定装置，研制了基于磁传感技术的柴油机活塞环磨损在线监测系统，证实了基于磁传感技术的船舶柴油机活塞环磨损监测方法的有效性，为实现船用大功率低速二冲程柴油机活塞环磨损的在线监测奠定技术基础。