内燃机故障诊断技术及发展趋势

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1、第4卷第7期中国水运理论版Vol.4No.72006年7月ChinaWaterTransportTheoryEditionJuly2006内燃机故障诊断技术及发展趋势王志华吕传音摘要柴油机作为种复杂动力机械其运行状态的监测和故障诊断技术越来越受到人们的关注在柴油机故障诊断领域信号处理故障特征提取及模式识别方法已初具雏形但离实用化还有一定距离在综述现代柴油机故障诊断技术中常用的性能参数法振动分析法瞬时转速波动法油液分析法信息融合诊断法的原理特点及不足的基础上提出了柴油机故障诊断技术的难点和发展趋势关键词柴油机状态监测故障诊断中图分类号TK418文献标识码A文

2、章编号1006-7973200607-0184-02一柴油机故障诊断技术很大的限制目前它主要适用于具有示功通道的大中型柴油对于柴油机这一复杂的机械系统来说每一个零部件发机和实验室研究中生故障都可能影响柴油机的正常工作因此造成故障种类繁柴油机排放的检测主要用于柴油机性能分析和性能优化多这也要求我们探讨更多的故障诊断方法来准确地定位故以及强制法规达标的检测利用相关测量仪器获得柴油机排障源柴油机系统在实现其特定功能将热能转变为机械放气体中各物质如NOxHCCO等的含量也可以反推能时直接输出扭矩功率等称为功能性输出同时还伴柴油机相关部件的工作状态随产生一些中间输出

3、和附加输出如排气温度气缸压力2振动分析法振动噪声油液污染尾气排放和瞬时转速等在柴油机柴油机工作时必然会产生振动其内部零部件的性能状的状态检测与故障诊断中直接利用其功能输出来判断系统态信息通过一定的传递途径反映到表面振动信号中柴油机的运行状态和设备状态虽然是一种较简捷直观的方法目故障特征提取的依据是振动信号中包含着振源信息及系统状前国内外对柴油机故障特征提取的研究一般基于这些中间和态等信息故利用振动信号对柴油机进行不解体故障诊断是附加输出信息在机械设备故障诊断领域柴油机状态监测行之有效的方法也是目前投入精力最大的研究方向与故障诊断技术的研究相对起步较晚其具体

4、采用的方法主利用表面振动信号进行柴油机故障诊断的出发点是建立要有性能参数法振动分析法油液分析法瞬时转速法等在机械动力特性分析信号特征分析的基础上进而研究柴几种油机的工作性能一般包括时域分析法频域分析法时频1性能参数法分析法时序分析法等性能参数的变化直接反映柴油机工作状态的变化在柴3油液分析法油机产品投入市场前该设备的一些技术性能参数经过了测铁谱和光谱分析已成为机械故障诊断和工况监测的一种试并形成了一系列技术参数指标一般有额定工作压力有效手段在诸多柴油机状态监测手段中润滑油的铁谱和光功率油压温度扭矩排放等指标故可根据实际测定谱分析是可行而又有效的方法以往的试

5、验和经验表明铁参数值与标准值的差异判定故障或工作状态这种状态监测谱和光谱由于其本身的特点在监测功能上有各自的优势和与故障诊断方法是最原始最直观的但受到测试环境和测不足这是因为柴油机运动件含有多种材料的摩擦副而每试条件的影响比较适用于工况稳定的固定设备及实验室测一对摩擦副又会出现各种不同的磨损状态产生于不同摩擦试如柴油机发电机组船舶柴油机内燃机车等目前基副的磨粒是以不溶的颗粒形式存在于润滑油中的光谱可以于这种监测与诊断方法的在线监测系统已得到广泛应用并准确地测定润滑油中磨损元素的含量但不能了解其存在的在逐步改善形状而且其监测灵敏度又受到磨粒本身粒度的影响因此

6、利用气缸气体压力对柴油机进行故障诊断是该类诊断方无法判断磨损的类型铁谱可以直观地了解磨粒的形状大法的代表方法气缸工作时的气体压力变化描述了柴油机的小成份等重要的磨损信息但对有色金属就不具有与铁系动力性能它综合反映了柴油机热能向机械能的转换过程磨粒相同的灵敏度而且分辨能力不如光谱分析仪所以联因此通过气缸内气体压力的变化可对柴油机的一些故障做出合采用铁谱和光谱技术可以获得取长补短相得益彰的效有效的判断然而工程实际中柴油机的气缸压力信号的直接果此外由于利用铁谱及光谱监测的数据多各个指标数测量比较困难故利用这种方法进行柴油机故障诊断受到了据的重要程度也不相同致使诊

7、断结果可信度较低为达到收稿日期2006-6-1作者简介王志华男武汉理工大学能源与动力工程学院讲师430063万方数据第7期王志华等内燃机故障诊断技术及发展趋势185柴油机综合监测的目的人们一直在探索一种既方便又实用故障所对应的振动频率无论从理论上还是在实践中都较难准的方法目前已有人在利用铁谱及光谱技术获得的数据基础确地确定另外由于柴油机型号众多结构存在差异导致上应用多元统计分析的动态聚类和判断分析方法模糊聚故障特征的共性较差类分析方法灰色关联分析方法等对柴油机磨损情况和润滑4故障诊断方法目前柴油机的故障诊断方法很多油质量进行分析并取得了一些有益的结论比较凌

8、乱还不存在一种较为通用性的方法这也是制约柴在多对摩擦副情况下铁谱及