試述柴油機(jī)故障診斷的國內(nèi)研究進(jìn)展

曲傳威

（大連中車柴油機(jī)有限公司 遼寧 116000）

試述柴油機(jī)故障診斷的國內(nèi)研究進(jìn)展

曲傳威

（大連中車柴油機(jī)有限公司 遼寧 116000）

柴油機(jī)作為一種動(dòng)力機(jī)械廣泛應(yīng)用于船舶、工程建設(shè)、鐵路修建以及石油開采等各個(gè)領(lǐng)域，這也致使柴油機(jī)越來越朝著精密化、自動(dòng)化以及大型化的方向發(fā)展。柴油機(jī)廣泛大規(guī)模地使用在提高生產(chǎn)率、減低成本的同時(shí)也在一定程度上存在著經(jīng)濟(jì)損失的隱患，對(duì)于柴油機(jī)出現(xiàn)的故障，輕則停止生產(chǎn)、造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，重則致使設(shè)備損壞，甚至危及到人身安全。本文從柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的概述、特征以及發(fā)展前景進(jìn)行了簡單介紹。

柴油機(jī)；故障診斷技術(shù)；特征；發(fā)展前景

前言

了解傳統(tǒng)柴油機(jī)故障診斷技術(shù)及其特征、現(xiàn)代柴油機(jī)故障診斷技術(shù)及其特征以及柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展前景，有利于人們加深對(duì)柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的深入認(rèn)識(shí)和理解，然而，對(duì)于柴油機(jī)故障診斷技術(shù)及其相關(guān)的診斷設(shè)備尚需相關(guān)人士做出進(jìn)一步的研究。

1 柴油機(jī)故障診斷技術(shù)及其特征

在柴油機(jī)日常的使用中，一些常見故障，直接影響著其使用壽命和生產(chǎn)效率。柴油機(jī)常見的故障有：發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降或者冒黑煙，壓氣機(jī)端密封環(huán)漏油，渦輪端密封環(huán)漏油，異常響聲和機(jī)油耗上升等。柴油機(jī)這些故障的存在對(duì)生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率都存在不同程度的影響，因此，下面對(duì)傳統(tǒng)柴油機(jī)故障診斷技術(shù)以及現(xiàn)代柴油故障診斷技術(shù)進(jìn)行了簡單的概述：

1.1 傳統(tǒng)柴油機(jī)故障診斷技術(shù)及其特征

傳統(tǒng)柴油機(jī)故障診斷技術(shù)主要包括：從柴油機(jī)振動(dòng)和發(fā)生的異常性進(jìn)行故障部位檢測的聲振檢測方法（該方法的理論成果有振動(dòng)分析法和聲發(fā)射監(jiān)測兩種）；對(duì)于柴油機(jī)的故障狀態(tài)（更偏重于磨損狀態(tài)）可通過潤滑油進(jìn)行分析，對(duì)鐵的含量、光譜等等進(jìn)行綜合的分析，從而診斷出柴油機(jī)的零件磨損程度，這種方法叫做磨粒監(jiān)測分析法；柴油機(jī)的參數(shù)與柴油機(jī)的故障關(guān)聯(lián)性很大，這也就說明我們可以通過柴油機(jī)運(yùn)作時(shí)的溫度、轉(zhuǎn)速等參數(shù)的變化情況診斷出柴油機(jī)的工作狀態(tài)及其故障所在，這種方法就是柴油機(jī)故障診斷廣泛使用的熱力參數(shù)分析法。除了上面提到的這些柴油機(jī)故障診斷技術(shù)，故障樹診斷法、瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)診斷法等也屬于傳統(tǒng)的柴油機(jī)故障診斷技術(shù)。

1.2 現(xiàn)代柴油機(jī)故障診斷技術(shù)及其特征

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，柴油機(jī)故障診斷技術(shù)也經(jīng)歷了重大的變化：從最初的事后維修發(fā)展到定時(shí)檢測，再到現(xiàn)代故障診斷技術(shù)的視情維修。技術(shù)的發(fā)展大幅度地提高了生產(chǎn)率。傳統(tǒng)的柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的不足和弊端也日益顯露，各個(gè)行業(yè)和各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ诓裼蜋C(jī)故障診斷的自動(dòng)化要求越來越高，因此，現(xiàn)代化的柴油機(jī)故障診斷技術(shù)在這種潮流和趨勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生。

非線性動(dòng)力系統(tǒng)理論指導(dǎo)下的柴油機(jī)故障診斷法（為了避免線性故障分析法在非線性比較突出的船舶等行業(yè)造成的定量誤差，非線性動(dòng)力系統(tǒng)逐漸與柴油機(jī)故障診斷法相互融合，通過判斷系統(tǒng)工作狀態(tài)的正常性，從而判斷出故障，這樣大大提高了柴油機(jī)故障診斷的準(zhǔn)確性和診斷結(jié)果的可靠性）信號(hào)處理技術(shù)指導(dǎo)下的柴油機(jī)故障診斷法（利用小波變換、譜分析、序列分析以及傅里葉變換等故障診斷方法獲取柴油機(jī)故障信息，這種方法在柴油機(jī)故障診斷領(lǐng)域具有重要的意義和價(jià)值）、模糊系統(tǒng)理論指導(dǎo)下的柴油機(jī)故障診斷法、灰色系統(tǒng)理論指導(dǎo)下的柴油機(jī)故障診斷法（柴油機(jī)作為一個(gè)灰色系統(tǒng)，通過灰化到白化的過程實(shí)現(xiàn)由已知信息推出包含故障的未知特性信息）、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論指導(dǎo)下的柴油機(jī)故障診斷法（包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷和融合化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷）以及專家系統(tǒng)智能化柴油機(jī)故障診斷法（依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)設(shè)計(jì)出的一種智能化程序，專門化的故障診斷專家系統(tǒng)）這些技術(shù)方法各具特色，在柴油機(jī)故障診斷方面發(fā)揮著重要的作用。

2 柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展前景

為避免柴油機(jī)發(fā)生故障而影響整個(gè)工作系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的問題，對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行故障診斷并得到精確的診斷結(jié)果尤為重要。伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，柴油機(jī)故障診斷技術(shù)逐漸的智能化、多元化、統(tǒng)計(jì)化、系統(tǒng)化以及仿真化。

2.1 智能化柴油機(jī)故障診斷技術(shù)

柴油機(jī)大型及其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征，使得柴油機(jī)故障發(fā)生的原因種類繁多，這也就在一定程度上影響了柴油機(jī)故障診斷的時(shí)間和故障排除的效率，因此，強(qiáng)邏輯性、高速運(yùn)算以及人工網(wǎng)絡(luò)等智能方法技術(shù)在柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，將會(huì)為柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展開創(chuàng)出一種全新的路徑，這也就在一定程度上催生了智能化柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的產(chǎn)生。

2.2 多元化柴油機(jī)故障診斷技術(shù)

由于柴油機(jī)是集動(dòng)力、熱力、機(jī)械以及摩擦等許多學(xué)科為一體的綜合化系統(tǒng)，因而，柴油機(jī)故障具有很高的復(fù)雜性和不確定性，這也就迫切要求“信息融合技術(shù)”在柴油機(jī)故障診斷中的應(yīng)用?！靶畔⑷诤霞夹g(shù)”能夠通過單個(gè)傳感器、多個(gè)傳感器等多元化方法實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)故障特征信息的獲取，“信息融合技術(shù)”與柴油機(jī)故障診斷技術(shù)兩者的融合，一方面有利于提高信息的獲取，另一方面有利于改善傳統(tǒng)的信息處理方法，從整體上提高信息處理的能力，從而在一定程度上提高信息處理決策的正確性，促進(jìn)柴油機(jī)故障診斷精確度的提高。

2.3 統(tǒng)計(jì)化柴油機(jī)故障診斷技術(shù)

在柴油機(jī)廣泛應(yīng)用的很多領(lǐng)域都和統(tǒng)計(jì)有著一定的聯(lián)系，我們知道依據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的平均數(shù)、方差、函數(shù)等指標(biāo)對(duì)于柴油機(jī)故障診斷技術(shù)有著重要的作用。柴油機(jī)故障診斷樣本的采集可以說是柴油機(jī)故障診斷技術(shù)應(yīng)用中始終遇到的難題，我們可以結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小理論等現(xiàn)代化的統(tǒng)計(jì)學(xué)理論成果應(yīng)用于柴油機(jī)故障診斷過程當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)故障樣本分類的最優(yōu)化，提高柴油機(jī)故障診斷的效率，解決柴油機(jī)故障診斷樣本采集的難題，這位柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)新方向，統(tǒng)計(jì)化柴油機(jī)故障診斷技術(shù)將會(huì)成為柴油機(jī)故障診斷技術(shù)未來發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

2.4 系統(tǒng)化柴油機(jī)故障診斷技術(shù)

混沌理論、映射理論以及分形理論等非線性動(dòng)力系統(tǒng)理論在柴油機(jī)故障診斷技術(shù)中已經(jīng)開始應(yīng)用，但是，在應(yīng)用的過程中我們發(fā)現(xiàn)了不少尚需進(jìn)一步解決的問題，為了豐富柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的理論性和實(shí)踐性，我們應(yīng)該發(fā)揮非線性動(dòng)力理論的靈活性和適用性，促進(jìn)柴油機(jī)故障診斷技術(shù)朝著系統(tǒng)化的方向發(fā)展。

2.5 仿真化柴油機(jī)故障診斷技術(shù)

仿真技術(shù)在柴油機(jī)故障診斷技術(shù)中的應(yīng)用，可以大大降低柴油機(jī)故障診斷的成本和診斷的時(shí)間，從而解決柴油機(jī)故障診斷樣本獲取中存在的高成本、難再現(xiàn)以及破壞性的問題，為柴油機(jī)故障診斷提供良好的檢驗(yàn)和開發(fā)平臺(tái)，因此，柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的仿真化將會(huì)成為未來發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

3 結(jié)束語

綜上所述，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，運(yùn)行狀態(tài)好壞對(duì)生產(chǎn)效益及安全有著直接的影響。對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行故障診斷，能夠有效地避免事故的發(fā)生，降低維修成本，從而帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的智能化、多元化、統(tǒng)計(jì)化、系統(tǒng)化以及仿真化將會(huì)成為柴油機(jī)故障診斷技術(shù)未來發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，柴油機(jī)故障診斷技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性以及柴油機(jī)故障視情維修也將會(huì)得到進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)。

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