CN116773208A - 一种汽车发动机的故障诊断系统 - Google Patents

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CN116773208A CN202310736709.7A CN202310736709A CN116773208A CN 116773208 A CN116773208 A CN 116773208A CN 202310736709 A CN202310736709 A CN 202310736709A CN 116773208 A CN116773208 A CN 116773208A
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谢晓峰
张国庆
李佳峰
贾春
许洋
寇珂瑛
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Abstract

本发明涉及发动机故障检测领域，尤其涉及一种汽车发动机的故障诊断系统，本发明通过设置检测模组、图像模组以及故障诊断模组，通过图像模组中的图像采集单元基于检测模组采集的发动机曲轴运行振动数据生成发动机曲轴不同检测位置的轴心轨迹图像，图像模组中的图像解析单元基于轴心轨迹图像采集若干轨迹点的信息并计算其差值最大值，判定发动机曲轴的异常状态以及故障发生的位置，故障诊断模组基于图像解析单元判定的异常状态确定发动机曲轴的故障原因，通过轴心轨迹图像这种高精确度检测手段实现对发动机曲轴的精确检测，通过轴心轨迹图的特征量实现对发动机故障原因的确定，进而，提高发动机故障诊断的准确性和可靠性。

Description

一种汽车发动机的故障诊断系统
技术领域
本发明涉及发动机故障检测领域，尤其涉及一种汽车发动机的故障诊断系统。
背景技术
我国是汽车生产制造和汽车消费大国，汽车发动机是汽车的重要组成部分，是汽车的动力来源，关系到汽车的使用性能和行车安全，曲轴是汽车发动机的重要部件，在发动机工作过程中，曲轴承受弯曲扭转载荷，发动机曲轴的各项性能指标尤为重要，因此，在发动机的故障检测中曲轴的故障检测尤为重要，各类相关检测系统和装置应运而生。
传统发动机故障检测装置是利用仿真环境对发动机各工况进行模拟，根据模拟得到的模型对实际发动机进行检测，但是，传统发动机故障检测装置仅能检测出模拟工况对应的问题，不能考虑到实际环境的复杂性，导致故障检测的准确度较低。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种汽车发动机的故障诊断系统，其包括：
检测模组，其包括设置在发动机曲轴前端轴上用以检测所述发动机曲轴前端轴振动的前端轴振动检测单元以及设置在发动机曲轴后端轴上用以检测所述发动机曲轴后端轴振动的后端轴振动检测单元；
图像模组，其包括相互连接的图像采集单元以及图像解析单元，所述图像采集单元与所述振动检测模组连接以基于所述前端轴振动检测单元检测的数据生成前端轴心轨迹图像，基于所述后端轴振动检测单元检测的数据生成后端轴心轨迹图像；
所述图像解析单元基于所述前端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的距离值与前端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的第一平均距离值计算第一差值，基于已筛选的第一差值最大值与第一差值对比值的对比结果判定发动机曲轴前端轴是否存在异常，且，根据第一差值最大值与第一异常表征值的对比结果判定所述发动机曲轴前端轴的异常状态，所述第一差值对比值以及第一异常表征值均基于第一平均距离值计算所得；
基于所述后端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的距离值与后端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的第二平均距离值计算第二差值，基于已筛选的第二差值最大值与第二差值对比值的对比结果判定发动机曲轴后端轴是否存在异常，且，根据第二差值最大值与第二异常表征值的对比结果判定所述发动机曲轴后端轴的异常状态，所述第二差值对比值以及第二异常表征值均基于第二平均距离值计算所得；
故障诊断模组，其与所述图像解析单元连接，用以在所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴以及发动机曲轴后端轴异常状态时，确定所述发动机曲轴前端轴以及发动机曲轴后端轴的故障原因。
进一步地，所述前端轴振动检测单元包括以环绕方式设置在所述发动机曲轴前端轴上的两个电涡流振动传感器，所述两个电涡流振动传感器与轴心的连线组成的夹角为90°。
进一步地，所述后端轴振动检测单元包括以环绕方式设置在所述发动机曲轴后端轴上的两个电涡流振动传感器，所述两个电涡流振动传感器与轴心的连线组成的夹角为90°。
进一步地，所述图像采集单元建立直角坐标系，获取所述前端轴振动检测单元所检测的X轴方向振动矢量信号以及Y轴方向振动矢量信号，并进行矢量叠加得到第一叠加矢量，将所述直角坐标系的原点作为第一叠加矢量的起点，将第一叠加矢量的终点确定为前端轴心轨迹点，获取若干前端轴心轨迹点后得到前端轴心轨迹图像。
进一步地，所述图像采集单元建立直角坐标系，获取所述后端轴振动检测单元所检测的X轴方向振动矢量信号以及Y轴方向振动矢量信号，并进行矢量叠加得到第二叠加矢量，将所述直角坐标系的原点作为第二叠加矢量的起点，将第二叠加矢量的终点确定为后端轴心轨迹点，获取若干后端轴心轨迹点后得到后端轴心轨迹图像。
进一步地，所述图像解析单元基于所述前端轴心轨迹图像以及后端轴心轨迹图像建立直角坐标系，并按公式(1)计算所述前端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的第一平均距离值D1，以及按公式(2)计算所述后端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的第二平均距离值D2，
公式(1)中，D1i表示所述前端轴心轨迹图像中第i个点到直角坐标系原点的距离值，n表示所述前端轴心轨迹图像中点的数量，i表示大于0的整数；
公式(2)中，D2i表示所述后端轴心轨迹图像中第i个点到直角坐标系原点的距离值，m表示所述后端轴心轨迹图像中点的数量，i表示大于0的整数。
进一步地，所述图像解析单元按照公式(3)计算所述前端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的距离值与所述第一平均距离值的第一差值△D1’，
△D1’＝|D1i- D1| (3)
按公式(4)计算所述后端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的距离值与所述第二平均距离值D2的第二差值△D2’，
△D2’＝|D2i- D2| (4)
且，所述图像解析单元筛选出第一差值最大值△D1’max以及第二差值最大值△D2’max。
进一步地，所述图像解析单元将所述第一差值最大值△D1’max与第一差值对比值△D01’进行对比，将所述第二差值最大值△D2’max与第二差值对比值△D02’进行对比，其中，
在第一差值对比结果下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴异常；
在第二差值对比结果下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴无异常；
在第三差值对比结果下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴异常；
在第四差值对比结果下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴无异常；
其中，所述第一差值对比结果为所述第一差值最大值大于所述第一差值对比值，所述第二差值对比结果为第一差值最大值小于等于所述第一差值对比值，所述第三差值对比结果为所述第二差值最大值大于所述第二差值对比值，所述第四差值对比结果为所述第二差值最大值小于等于所述第二差值对比值，设定△D01’＝0.1×D1，△D02’＝0.1×D2。
进一步地，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴或所述发动机曲轴后端轴异常时，将所述第一差值最大值△D1’max与第一异常表征值δ1进行对比，将所述第二差值最大值△D2’max与第二异常表征值δ2进行对比，其中，
在第一对比条件下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴异常状态为第一异常状态；
在第二对比条件下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴异常状态为第二异常状态；
在第三对比条件下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴异常状态为第一异常状态；
在第四对比条件下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴异常状态为第二异常状态；
其中，所述第一对比条件为所述第一差值最大值小于等于所述第一异常表征值，所述第二对比条件为所述第一差值最大值大于所述第一异常表征值，所述第三对比条件为所述第二差值最大值小于等于所述第二异常表征值，所述第四对比条件为所述第二差值最大值大于所述第二异常表征值，所述第一异常表征值δ1＝0.5×D1，所述第二异常表征值δ2＝0.5×D2。
进一步地，所述故障诊断模组基于所述图像解析单元判定的异常状态，确定所述发动机曲轴前端轴以及发动机曲轴后端轴的故障原因，其中，
若所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴为第一异常状态，则所述故障诊断单元判定所述发动机曲轴前端轴故障原因为不对中或有摩擦；
若所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴为第二异常状态，则所述故障诊断单元判定所述发动机曲轴前端轴故障原因为油膜振荡或有裂痕；
若所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴为第一异常状态，则所述故障诊断单元判定所述发动机曲轴后端轴故障原因为不对中或有摩擦；
若所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴为第二异常状态，则所述故障诊断单元判定所述发动机曲轴后端轴故障原因为油膜振荡或有裂痕。
与现有技术相比，本发明通过设置检测模组、图像模组以及故障诊断模组，通过图像模组中的图像采集单元基于检测模组采集的发动机曲轴运行振动数据生成发动机曲轴不同检测位置的轴心轨迹图像，图像模组中的图像解析单元基于轴心轨迹图像采集若干轨迹点的信息并计算其差值最大值，判定发动机曲轴的异常状态以及故障发生的位置，故障诊断模组基于图像解析单元判定的异常状态确定发动机曲轴的故障原因，通过轴心轨迹图像这种高精确度检测手段实现对发动机曲轴的精确检测，通过轴心轨迹图的特征量实现对发动机故障原因的确定，进而，提高发动机故障诊断的准确性和可靠性。
尤其，本发明在发动机曲轴的前端轴和后端轴都设置了电涡流振动传感器，发动机前端轴和后端轴晃动幅值较小，可以获取更加精确的轴心轨迹图像，使基于轴心轨迹图像对发动机曲轴的运行状态判断更加准确，进而，提高了发动机故障诊断的准确度。
尤其，本发明通过图像采集单元采集振动传感器的数据生成发动机曲轴不同位置的轴心轨迹图像，轴心轨迹是指曲轴轴颈中心相对于轴承座垂直平面内的运动轨迹，它更加直观地反映了转轴的运动情况，尤其是振动情况，通过判别轴心轨迹的形状，可以进一步分析发动机曲轴振动的原因，进而，提高发动机故障诊断的准确性和可靠性。
尤其，本发明通过图像解析单元计算轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的距离值与平均距离值的差值，在实际情况中差值的大小表征了曲轴的振动幅度，通过振动幅度能够判定出发动机运转时曲轴是否存在异常，并且，基于轴心轨迹图像可以判定出图像类型，提高发动机故障诊断的准确性和可靠性。
尤其，本发明通过图像解析单元判定发动机曲轴前端轴或发动机曲轴后端轴异常时，进一步判定发动机曲轴前端轴或发动机曲轴后端轴的异常状态，在实际情况中，发动机曲轴发生异常时，基于振动幅值不同，曲轴的轴心轨迹可能仅在一端表现出异常，因此，仅对曲轴一端的轴心轨迹进行检测容易遗漏异常现象，本发明通过对曲轴两端进行检测，能够提高诊断系统的可靠性，提高故障诊断的准确性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为发明实施例的汽车发动机的故障诊断系统的结构框图；
图2为发明实施例的检测模组在发动机曲轴布置的侧视图；
图3为发明实施例的检测模组在发动机曲轴前端轴布置的左视图；
图4为发明实施例的发动机曲轴前端轴在第一异常状态下的轴心轨迹示意图；
图5为发明实施例的发动机曲轴前端轴在第二异常状态下的轴心轨迹示意图；
图中，1表示发动机曲轴前端轴，2表示前端轴振动检测单元，3表示发动机曲轴后端轴，4表示后端轴振动检测单元，D1表示第一平均距离值，D1i表示前端轴心轨迹图像中第i个点到直角坐标系原点的距离值。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明实施例的汽车发动机的故障诊断系统的结构框图，本发明的汽车发动机的故障诊断系统包括：
检测模组，其包括设置在发动机曲轴前端轴1上用以检测所述发动机曲轴前端轴1振动的前端轴振动检测单元2以及设置在发动机曲轴后端轴3上用以检测所述发动机曲轴后端轴3振动的后端轴振动检测单元4；
图像模组，其包括相互连接的图像采集单元以及图像解析单元，所述图像采集单元与所述振动检测模组连接以基于所述前端轴振动检测单元2检测的数据生成前端轴心轨迹图像，基于所述后端轴振动检测单元4检测的数据生成后端轴心轨迹图像；
所述图像解析单元基于所述前端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的距离值与前端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的第一平均距离值计算第一差值，基于已筛选的第一差值最大值与第一差值对比值的对比结果判定发动机曲轴前端轴1是否存在异常，且，根据第一差值最大值与第一异常表征值的对比结果判定所述发动机曲轴前端轴1的异常状态，所述第一差值对比值以及第一异常表征值均基于第一平均距离值计算所得；
基于所述后端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的距离值与后端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的第二平均距离值计算第二差值，基于已筛选的第二差值最大值与第二差值对比值的对比结果判定发动机曲轴后端轴3是否存在异常，且，根据第二差值最大值与第二异常表征值的对比结果判定所述发动机曲轴后端轴3的异常状态，所述第二差值对比值以及第二异常表征值均基于第二平均距离值计算所得；
故障诊断模组，其与所述图像解析单元连接，用以在所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴1以及发动机曲轴后端轴3异常状态时，确定所述发动机曲轴前端轴1以及发动机曲轴后端轴3的故障原因。
具体而言，本发明对图像模组以及故障诊断模组的具体结构不做限定，其本身以及其中的各单元可使用逻辑部件构成，逻辑部件可以为现场可编程逻辑部件、微处理器、计算机中使用的处理器等，此处不再赘述。
具体而言，请参阅图2以及图3所示，图2为发明实施例的检测模组在发动机曲轴布置的侧视图，图3为发明实施例的检测模组在发动机曲轴前端轴1布置的左视图，所述前端轴振动检测单元2包括以环绕方式设置在所述发动机曲轴前端轴1上的两个电涡流振动传感器，所述两个电涡流振动传感器与轴心的连线组成的夹角为90°。
具体而言，所述后端轴振动检测单元4包括以环绕方式设置在所述发动机曲轴后端轴3上的两个电涡流振动传感器，所述两个电涡流振动传感器与轴心的连线组成的夹角为90°。
具体而言，本发明在发动机曲轴的前端轴和后端轴都设置了电涡流振动传感器，发动机前端轴和后端轴晃动幅值较小，可以获取更加精确的轴心轨迹图像，使基于轴心轨迹图像对发动机曲轴的运行状态判断更加准确，进而，提高了发动机故障诊断的准确度。
具体而言，所述图像采集单元建立直角坐标系，获取所述前端轴振动检测单元2所检测的X轴方向振动矢量信号以及Y轴方向振动矢量信号，并进行矢量叠加得到第一叠加矢量，将所述直角坐标系的原点作为第一叠加矢量的起点，将第一叠加矢量的终点确定为前端轴心轨迹点，获取若干前端轴心轨迹点后得到前端轴心轨迹图像。
具体而言，所述图像采集单元建立直角坐标系，获取所述后端轴振动检测单元4所检测的X轴方向振动矢量信号以及Y轴方向振动矢量信号，并进行矢量叠加得到第二叠加矢量，将所述直角坐标系的原点作为第二叠加矢量的起点，将第二叠加矢量的终点确定为后端轴心轨迹点，获取若干后端轴心轨迹点后得到后端轴心轨迹图像。
具体而言，本发明通过图像采集单元采集振动传感器的数据生成发动机曲轴不同位置的轴心轨迹图像，轴心轨迹是指曲轴轴颈中心相对于轴承座垂直平面内的运动轨迹，它更加直观地反映了转轴的运动情况，尤其是振动情况，通过判别轴心轨迹的形状，可以进一步分析发动机曲轴振动的原因，进而，提高发动机故障诊断的准确性和可靠性。
具体而言，所述图像解析单元基于所述前端轴心轨迹图像以及后端轴心轨迹图像建立直角坐标系，并按公式(1)计算所述前端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的第一平均距离值D1，以及按公式(2)计算所述后端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的第二平均距离值D2，
公式(1)中，D1i表示所述前端轴心轨迹图像中第i个点到直角坐标系原点的距离值，n表示所述前端轴心轨迹图像中点的数量，i表示大于0的整数；
公式(2)中，D2i表示所述后端轴心轨迹图像中第i个点到直角坐标系原点的距离值，m表示所述后端轴心轨迹图像中点的数量，i表示大于0的整数。
具体而言，所述图像解析单元按照公式(3)计算所述前端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的距离值与所述第一平均距离值的第一差值△D1’，
△D1’＝|D1i- D1| (3)
按公式(4)计算所述后端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的距离值与所述第二平均距离值D2的第二差值△D2’，
△D2’＝|D2i- D2| (4)
且，所述图像解析单元筛选出第一差值最大值△D1’max以及第二差值最大值△D2’max。
具体而言，所述图像解析单元将所述第一差值最大值△D1’max与第一差值对比值△D01’进行对比，将所述第二差值最大值△D2’max与第二差值对比值△D02’进行对比，其中，
若△D1’max>△D01’，则所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴1异常；
若△D1’max≤△D01’，则所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴1无异常；
若△D2’max>△D02’，则所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴3异常；
若△D2’max≤△D02’，则所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴3无异常；
其中，设定，△D01’＝0.1×D1，△D02’＝0.1×D2。
具体而言，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴1或所述发动机曲轴后端轴3异常时，将所述第一差值最大值△D1’max与第一异常表征值δ1进行对比，将所述第二差值最大值△D2’max与第二异常表征值δ2进行对比，其中，
若△D1’max≤δ1，则所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴1异常状态为第一异常状态；
若△D1’max>δ1，则所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴1异常状态为第二异常状态；
若△D2’max≤δ2，则所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴3异常状态为第一异常状态；
若△D2’max>δ2，则所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴3异常状态为第二异常状态；
其中，所述第一异常表征值δ1＝0.5×D1，所述第二异常表征值δ2＝0.5×D2。
具体而言，所述故障诊断模组基于所述图像解析单元判定的异常状态，确定所述发动机曲轴前端轴1以及发动机曲轴后端轴3的故障原因，其中，
若所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴1为第一异常状态，则所述故障诊断单元判定所述发动机曲轴前端轴1故障原因为不对中或有摩擦；
若所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴1为第二异常状态，则所述故障诊断单元判定所述发动机曲轴前端轴1故障原因为油膜振荡或有裂痕；
若所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴3为第一异常状态，则所述故障诊断单元判定所述发动机曲轴后端轴3故障原因为不对中或有摩擦；
若所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴3为第二异常状态，则所述故障诊断单元判定所述发动机曲轴后端轴3故障原因为油膜振荡或有裂痕。
具体而言，本发明通过图像解析单元判定发动机曲轴前端轴1或发动机曲轴后端轴3异常时，进一步判定发动机曲轴前端轴1或发动机曲轴后端轴3的异常状态，在实际情况中，发动机曲轴发生异常时，基于振动幅值不同，曲轴的轴心轨迹可能仅在一端表现出异常，因此，仅对曲轴一端的轴心轨迹进行检测容易遗漏异常现象，本发明通过对曲轴两端进行检测，能够提高诊断系统的可靠性，提高故障诊断的准确性。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车发动机的故障诊断系统，其特征在于，包括：
检测模组，其包括设置在发动机曲轴前端轴上用以检测所述发动机曲轴前端轴振动的前端轴振动检测单元以及设置在发动机曲轴后端轴上用以检测所述发动机曲轴后端轴振动的后端轴振动检测单元；
图像模组，其包括相互连接的图像采集单元以及图像解析单元，所述图像采集单元与所述振动检测模组连接以基于所述前端轴振动检测单元检测的数据生成前端轴心轨迹图像，基于所述后端轴振动检测单元检测的数据生成后端轴心轨迹图像；
所述图像解析单元基于所述前端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的距离值与前端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的第一平均距离值计算第一差值，基于已筛选的第一差值最大值与第一差值对比值的对比结果判定发动机曲轴前端轴是否存在异常，且，根据第一差值最大值与第一异常表征值的对比结果判定所述发动机曲轴前端轴的异常状态，所述第一差值对比值以及第一异常表征值均基于第一平均距离值计算所得；
基于所述后端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的距离值与后端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的第二平均距离值计算第二差值，基于已筛选的第二差值最大值与第二差值对比值的对比结果判定发动机曲轴后端轴是否存在异常，且，根据第二差值最大值与第二异常表征值的对比结果判定所述发动机曲轴后端轴的异常状态，所述第二差值对比值以及第二异常表征值均基于第二平均距离值计算所得；
故障诊断模组，其与所述图像解析单元连接，用以在所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴以及发动机曲轴后端轴异常状态时，确定所述发动机曲轴前端轴以及发动机曲轴后端轴的故障原因。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机的故障诊断系统，其特征在于，所述前端轴振动检测单元包括以环绕方式设置在所述发动机曲轴前端轴上的两个电涡流振动传感器，所述两个电涡流振动传感器与轴心的连线组成的夹角为90°。
3.根据权利要求1所述的汽车发动机的故障诊断系统，其特征在于，所述后端轴振动检测单元包括以环绕方式设置在所述发动机曲轴后端轴上的两个电涡流振动传感器，所述两个电涡流振动传感器与轴心的连线组成的夹角为90°。
4.根据权利要求1所述的汽车发动机的故障诊断系统，其特征在于，所述图像采集单元建立直角坐标系，获取所述前端轴振动检测单元所检测的X轴方向振动矢量信号以及Y轴方向振动矢量信号，并进行矢量叠加得到第一叠加矢量，将所述直角坐标系的原点作为第一叠加矢量的起点，将第一叠加矢量的终点确定为前端轴心轨迹点，获取若干前端轴心轨迹点后得到前端轴心轨迹图像。
5.根据权利要求1所述的汽车发动机的故障诊断系统，其特征在于，所述图像采集单元建立直角坐标系，获取所述后端轴振动检测单元所检测的X轴方向振动矢量信号以及Y轴方向振动矢量信号，并进行矢量叠加得到第二叠加矢量，将所述直角坐标系的原点作为第二叠加矢量的起点，将第二叠加矢量的终点确定为后端轴心轨迹点，获取若干后端轴心轨迹点后得到后端轴心轨迹图像。
6.根据权利要求1所述的汽车发动机的故障诊断系统，其特征在于，所述图像解析单元基于所述前端轴心轨迹图像以及后端轴心轨迹图像建立直角坐标系，并按公式(1)计算所述前端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的第一平均距离值D1，以及按公式(2)计算所述后端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的第二平均距离值D2，
公式(1)中，D1i表示所述前端轴心轨迹图像中第i个点到直角坐标系原点的距离值，n表示所述前端轴心轨迹图像中点的数量，i表示大于0的整数；
公式(2)中，D2i表示所述后端轴心轨迹图像中第i个点到直角坐标系原点的距离值，m表示所述后端轴心轨迹图像中点的数量，i表示大于0的整数。
7.根据权利要求6所述的汽车发动机的故障诊断系统，其特征在于，所述图像解析单元按照公式(3)计算所述前端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的距离值与所述第一平均距离值的第一差值△D1’，
△D1’＝|D1i-D1| (3)
按公式(4)计算所述后端轴心轨迹图像上各点到直角坐标系原点的距离值与所述第二平均距离值D2的第二差值△D2’，
△D2’＝|D2i-D2| (4)
且，所述图像解析单元筛选出第一差值最大值△D1’max以及第二差值最大值△D2’max。
8.根据权利要求7所述的汽车发动机的故障诊断系统，其特征在于，所述图像解析单元将所述第一差值最大值△D1’max与第一差值对比值△D01’进行对比，将所述第二差值最大值△D2’max与第二差值对比值△D02’进行对比，其中，
在第一差值对比结果下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴异常；
在第二差值对比结果下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴无异常；
在第三差值对比结果下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴异常；
在第四差值对比结果下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴无异常；
其中，所述第一差值对比结果为所述第一差值最大值大于所述第一差值对比值，所述第二差值对比结果为第一差值最大值小于等于所述第一差值对比值，所述第三差值对比结果为所述第二差值最大值大于所述第二差值对比值，所述第四差值对比结果为所述第二差值最大值小于等于所述第二差值对比值，设定△D01’＝0.1×D1，△D02’＝0.1×D2。
9.根据权利要求8所述的汽车发动机的故障诊断系统，其特征在于，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴或所述发动机曲轴后端轴异常时，将所述第一差值最大值△D1’max与第一异常表征值δ1进行对比，将所述第二差值最大值△D2’max与第二异常表征值δ2进行对比，其中，
在第一对比条件下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴异常状态为第一异常状态；
在第二对比条件下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴异常状态为第二异常状态；
在第三对比条件下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴异常状态为第一异常状态；
在第四对比条件下，所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴异常状态为第二异常状态；
其中，所述第一对比条件为所述第一差值最大值小于等于所述第一异常表征值，所述第二对比条件为所述第一差值最大值大于所述第一异常表征值，所述第三对比条件为所述第二差值最大值小于等于所述第二异常表征值，所述第四对比条件为所述第二差值最大值大于所述第二异常表征值，所述第一异常表征值δ1＝0.5×D1，所述第二异常表征值δ2＝0.5×D2。
10.根据权利要求9所述的汽车发动机的故障诊断系统，其特征在于，所述故障诊断模组基于所述图像解析单元判定的异常状态，确定所述发动机曲轴前端轴以及发动机曲轴后端轴的故障原因，其中，
若所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴为第一异常状态，则所述故障诊断单元判定所述发动机曲轴前端轴故障原因为不对中或有摩擦；
若所述图像解析单元判定所述发动机曲轴前端轴为第二异常状态，则所述故障诊断单元判定所述发动机曲轴前端轴故障原因为油膜振荡或有裂痕；
若所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴为第一异常状态，则所述故障诊断单元判定所述发动机曲轴后端轴故障原因为不对中或有摩擦；
若所述图像解析单元判定所述发动机曲轴后端轴为第二异常状态，则所述故障诊断单元判定所述发动机曲轴后端轴故障原因为油膜振荡或有裂痕。
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