船舶柴油机监测及故障诊断技术论文

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船舶柴油机监测及故障诊断技术论文

船舶柴油机监测及故障诊断技术论文

在船舶当中，柴油机是最为重要的部分之一，为船舶的航行提供 了重要的动力。在柴油机的运行当中，由于工作条件恶劣，机器结 构复杂，并且需要较高的强载度，因而很容易发生故障问题。如果 发生故障，会对船舶的正常航行造成影响，带来巨大的经济损失， 严重时还可能威胁到整船人员的安全。基于此，在船舶柴油机的运 行当中，应当对其进行有效的监测，通过科学的故障诊断技术的运 用，保证船舶柴油机良好的工作状态。

一、 船舶柴油机的主要故障

在船舶柴油机当中，通常具有较为复杂的结构，因而可能会产生 很多不同种类的故障，同时有很多不同的原因会造成船舶柴油机故 障，各种故障所发生的频率也不尽相同。以某型号的船舶柴油机为 例，其主要的故障类型包括了喷油设备及供油系统、漏油及漏水、 漏气、基座、破坏及破裂、涡轮增压系统、曲轴、齿轮及驱动装置、 调速器齿轮、气阀及阀座、活塞组件、漏油及润滑系统，以及一些 其它的故障问题。

二、 船舶柴油机监测与故障诊断技术

（一）油液分析法

在船舶柴油机状态监测和故障诊断当中，可以利用光谱分析法、 铁谱分析法对润滑油进行分析［1］。在柴油机的运行中，各个运动副 会发生磨损，在不同磨损情况下，会形成不同的微粒，存在于润滑 油当中。因此，利用光谱或铁谱对润滑油中的金属微粒进行检测， 就能够判断柴油机的故障信息。在实际应用中，光谱和铁谱各自具 有不同的监测功能与监测效果。利用光谱法，能够对润滑油中磨损 原件的含量进行准确的测定，但是对其形状、磨损类型等，难以进 行了解。而利用铁谱法能够对金属微粒的成分、大小、形状等进行 了解，但是难以对有色金属


进行高灵敏度的判别。对此，可以综合 应用光谱和铁谱分析法进行应用。不过需要注意的是，利用这种油 液分析法进行监测与诊断，在实时监测、缸位确定等方面存在一定 的不足，只能定性描述油液分析结果，具有一定的随机性特点，因 此在实际应用中要加以注意。

（二） 瞬时转速法

在船舶柴油机的运行当中，对于其工作质量、工作状态等，可以 通过观察瞬时转速波动信号加以了解和判断。通过分析瞬时转速波 动信号，还能够明确柴油机的故障信息、运行状态等［2］。不过，在 瞬时转速法的应用当中，也存在着一定的局限性，虽然瞬时转速波 动能够对柴油机中不正常运行的缸位进行确定，但是对于故障原因, 难以进行准确的分析。在实际应用当中，为了对一转内的角速度变 化进行体现，因而需要采用高精度、高频率响应的瞬时转速测量仪 器，相应的监测与故障诊断成木就会比较高。另外，在现场调试、 现场安装的过程中，也都会面临着较大的难题。

（三） 振动分析法

船舶柴油机在工作当中，会有一定的振动信号产生，利用振动信 号能够实现对柴油机的状态监测与故障诊断［3］。在实际应用中，需 要进行信息采集、信息分析处理、状态判断预报等操作。采用适当 的传感器和放大器等，通过正确的测量方法、传感器和放大器质量 与性能的匹配等，对信息进行准确、全而的采集。在柴油机动力学、 运动学、结构、原理等方而知识的基础上，通过利用数据处理、信 号分析等技术，对采集到的杂乱原始的数据信息进行处理，从而获 取直接、敏感的特征参数。采用柴油机维修、运转、制造等方面的 经验，基于柴油机失效机理、零部件故障的振动情况，对特征参数 进行进一步的分析，实现状态监测与诊断，并对其未来可能的发展 趋势进行预测。该技术在实际应用中，需要识别大量范围较广的频 率，具有复杂、大量的运动件需要处理等，对于这些问题，在实际 应用中都应加以重视。

（四）热力参数分析法

在船舶柴油机的运行当中，对于其工作状态监测和故障诊断来说, 热力参数是一个十分重要的判断标准，具体包括了冷却水排放、进 出水


口温度、滑油温度、排气温度、气缸压力示功图等。在热力参 数分析法当中，能够判船舶柴油机的.性能情况。其中，示功图当中 包含很多信息，据此能够对压缩压力、压力升高率、指示功等进行 计算，从而对各缸功率平衡性、燃烧质量等进行监测。在描述船舶 柴油机动力性能的过程中，示功图发挥着重要的意义和作用，因此 在船舶柴油机监测当中，可对示功图进行良好的应用。在示功图的 获取当中，可以利用直接或间接测录法加以实现［4］。其中，直接测 录法主要是对缸内压力随曲轴转角变化的情况进行测量，经过整理 计算对柴油机工作进程加以体现。间接测录法则是基于柴油机运行 中的其它物理量，对缸内气体压力进行识别。这种方法应用在船舶 柴油机监测与故障诊断当中，能够取得十分良好的效果。

三、结论

在当前的交通运输领域当中，航运是一个十分重要的部分，拥有 着不可比拟的巨大运输量。作为航运当中的重要交通工具，船舶在 运行当中，需要依靠柴油机提供动力。而柴油机在实际工作运行当 中，由于各种因素的影响，因而容易发生一些故障。对此，应当采 取有效的监测与故障诊断技术，确保船舶柴油机良好的运行状态。

参考文献：

［1］ 严新平，李志雄，张月雷,袁成清，彭中笑.船舶柴油机摩擦磨损 监测与故障诊断关键技术研究进展［J］.中国机械工 程，2013, 10:1413-1419.

［2］ 王永坚，陈景锋,杨小明.基于油液分析的船舶尾轴承状态监

测 与故障诊断［J］.集美大学学报（自然科学版），2014, 04:285-290.

［3］ 姚晓山，张卫东，周平，朱子梁.基于油液监测的船舶柴油机故 障预测与健康管理技术研究［J］.武汉理工大学学报（交通科学与工程 版）,2014, 04:874-877.

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