船舶柴油機監測及故障診斷技術(shù)論文

　　在船舶當中，柴油機是最為重要的部分之一，為船舶的航行提供了重要的動(dòng)力。在柴油機的運行當中，由于工作條件惡劣，機器結構復雜，并且需要較高的強載度，因而很容易發(fā)生故障問(wèn)題。如果發(fā)生故障，會(huì )對船舶的正常航行造成影響，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟損失，嚴重時(shí)還可能威脅到整船人員的安全�；�于此，在船舶柴油機的運行當中，應當對其進(jìn)行有效的監測，通過(guò)科學(xué)的故障診斷技術(shù)的運用，保證船舶柴油機良好的工作狀態(tài)。

　　一、船舶柴油機的主要故障

　　在船舶柴油機當中，通常具有較為復雜的結構，因而可能會(huì )產(chǎn)生很多不同種類(lèi)的故障，同時(shí)有很多不同的原因會(huì )造成船舶柴油機故障，各種故障所發(fā)生的頻率也不盡相同。以某型號的船舶柴油機為例，其主要的故障類(lèi)型包括了噴油設備及供油系統、漏油及漏水、漏氣、基座、破壞及破裂、渦輪增壓系統、曲軸、齒輪及驅動(dòng)裝置、調速器齒輪、氣閥及閥座、活塞組件、漏油及潤滑系統，以及一些其它的故障問(wèn)題。

　　二、船舶柴油機監測與故障診斷技術(shù)

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　　在船舶柴油機狀態(tài)監測和故障診斷當中，可以利用光譜分析法、鐵譜分析法對潤滑油進(jìn)行分析[1]。在柴油機的運行中，各個(gè)運動(dòng)副會(huì )發(fā)生磨損，在不同磨損情況下，會(huì )形成不同的微粒，存在于潤滑油當中。因此，利用光譜或鐵譜對潤滑油中的金屬微粒進(jìn)行檢測，就能夠判斷柴油機的故障信息。在實(shí)際應用中，光譜和鐵譜各自具有不同的監測功能與監測效果。利用光譜法，能夠對潤滑油中磨損原件的含量進(jìn)行準確的測定，但是對其形狀、磨損類(lèi)型等，難以進(jìn)行了解。而利用鐵譜法能夠對金屬微粒的成分、大小、形狀等進(jìn)行了解，但是難以對有色金屬進(jìn)行高靈敏度的判別。對此，可以綜合應用光譜和鐵譜分析法進(jìn)行應用。不過(guò)需要注意的是，利用這種油液分析法進(jìn)行監測與診斷，在實(shí)時(shí)監測、缸位確定等方面存在一定的.不足，只能定性描述油液分析結果，具有一定的隨機性特點(diǎn)，因此在實(shí)際應用中要加以注意。

　�。ǘ�）瞬時(shí)轉速法

　　在船舶柴油機的運行當中，對于其工作質(zhì)量、工作狀態(tài)等，可以通過(guò)觀(guān)察瞬時(shí)轉速波動(dòng)信號加以了解和判斷。通過(guò)分析瞬時(shí)轉速波動(dòng)信號，還能夠明確柴油機的故障信息、運行狀態(tài)等[2]。不過(guò)，在瞬時(shí)轉速法的應用當中，也存在著(zhù)一定的局限性，雖然瞬時(shí)轉速波動(dòng)能夠對柴油機中不正常運行的缸位進(jìn)行確定，但是對于故障原因，難以進(jìn)行準確的分析。在實(shí)際應用當中，為了對一轉內的角速度變化進(jìn)行體現，因而需要采用高精度、高頻率響應的瞬時(shí)轉速測量?jì)x器，相應的監測與故障診斷成本就會(huì )比較高。另外，在現場(chǎng)調試、現場(chǎng)安裝的過(guò)程中，也都會(huì )面臨著(zhù)較大的難題。

　�。ㄈ�）振動(dòng)分析法

　　船舶柴油機在工作當中，會(huì )有一定的振動(dòng)信號產(chǎn)生，利用振動(dòng)信號能夠實(shí)現對柴油機的狀態(tài)監測與故障診斷[3]。在實(shí)際應用中，需要進(jìn)行信息采集、信息分析處理、狀態(tài)判斷預報等操作。采用適當的傳感器和放大器等，通過(guò)正確的測量方法、傳感器和放大器質(zhì)量與性能的匹配等，對信息進(jìn)行準確、全面的采集。在柴油機動(dòng)力學(xué)、運動(dòng)學(xué)、結構、原理等方面知識的基礎上，通過(guò)利用數據處理、信號分析等技術(shù)，對采集到的雜亂原始的數據信息進(jìn)行處理，從而獲取直接、敏感的特征參數。采用柴油機維修、運轉、制造等方面的經(jīng)驗，基于柴油機失效機理、零部件故障的振動(dòng)情況，對特征參數進(jìn)行進(jìn)一步的分析，實(shí)現狀態(tài)監測與診斷，并對其未來(lái)可能的發(fā)展趨勢進(jìn)行預測。該技術(shù)在實(shí)際應用中，需要識別大量范圍較廣的頻率，具有復雜、大量的運動(dòng)件需要處理等，對于這些問(wèn)題，在實(shí)際應用中都應加以重視。

　�。ㄋ模�熱力參數分析法

　　在船舶柴油機的運行當中，對于其工作狀態(tài)監測和故障診斷來(lái)說(shuō)，熱力參數是一個(gè)十分重要的判斷標準，具體包括了冷卻水排放、進(jìn)出水口溫度、滑油溫度、排氣溫度、氣缸壓力示功圖等。在熱力參數分析法當中，能夠判船舶柴油機的性能情況。其中，示功圖當中包含很多信息，據此能夠對壓縮壓力、壓力升高率、指示功等進(jìn)行計算，從而對各缸功率平衡性、燃燒質(zhì)量等進(jìn)行監測。在描述船舶柴油機動(dòng)力性能的過(guò)程中，示功圖發(fā)揮著(zhù)重要的意義和作用，因此在船舶柴油機監測當中，可對示功圖進(jìn)行良好的應用。在示功圖的獲取當中，可以利用直接或間接測錄法加以實(shí)現[4]。其中，直接測錄法主要是對缸內壓力隨曲軸轉角變化的情況進(jìn)行測量，經(jīng)過(guò)整理計算對柴油機工作進(jìn)程加以體現。間接測錄法則是基于柴油機運行中的其它物理量，對缸內氣體壓力進(jìn)行識別。這種方法應用在船舶柴油機監測與故障診斷當中，能夠取得十分良好的效果。

　　三、結論

　　在當前的交通運輸領(lǐng)域當中，航運是一個(gè)十分重要的部分，擁有著(zhù)不可比擬的巨大運輸量。作為航運當中的重要交通工具，船舶在運行當中，需要依靠柴油機提供動(dòng)力。而柴油機在實(shí)際工作運行當中，由于各種因素的影響，因而容易發(fā)生一些故障。對此，應當采取有效的監測與故障診斷技術(shù)，確保船舶柴油機良好的運行狀態(tài)。

　　參考文獻：

　　[1]嚴新平,李志雄,張月雷,袁成清,彭中笑.船舶柴油機摩擦磨損監測與故障診斷關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國機械工程,2013,10:1413-1419.

　　[2]王永堅,陳景鋒,楊小明.基于油液分析的船舶尾軸承狀態(tài)監測與故障診斷[J].集美大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2014,04:285-290.

　　[3]姚曉山,張衛東,周平,朱子梁.基于油液監測的船舶柴油機故障預測與健康管理技術(shù)研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版),2014,04:874-877.

　　[4]李江華,董勝先.故障樹(shù)分析法在故障診斷中的應用研究———以船舶柴油機燃油系統故障診斷為例[J].能源與節能,2015,11:128-131+184.

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