淺議漁船內燃機故障診斷

摘要:在漁業生產過程中漁船起到了至關重要的作用，而漁業船舶的主要熱動力機械裝置內燃機則是整個系統的核心。伴隨著生產需求的不斷進步和發展，對漁船功能的要求越來越高，因而漁船中內燃機的可靠性就日漸受到人們的關注。

關鍵詞:內燃機漁船故障

中圖分類號:TK4文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)02(b)-0124-01

內燃機是一個集多個運動零件于一體的復雜系統，其故障型式多種多樣，維修工藝復雜，其可靠性從各種角度講都顯得十分重要。因而提高內燃機故障診斷有著極其重要的現實意義。內燃機故障診斷技術的主要目的是在內燃機運行的過程中不干擾其工作不對其進行拆卸的情況下，通過對采集到的信號進行分析來判斷內燃機當前的以及未來的技術情況，以達到查明內燃機機械狀況是否處于良好以及未來能夠正常使用壽命的目的。

1內燃機故障形式

內燃機的故障主要是系統故障，是由于機器內部的零部損傷造成了，導致損傷的主要有兩種情況:一種是由于體積超負荷引起的機械引力所造成的零件斷裂、形變、裂紋等損傷。

另外一種是由于收到化學作用或者物理原因所導致的磨損、腐蝕的情況。在許多情況下，內燃機零件可能會同時出現幾種不同形式的損傷，或者由于一種損傷引起其他零部件損傷。所以各種的損傷時相互關聯的。內燃機制的損傷首先與內燃機的負荷特點有關，其許多主要零部件因為其中許多的零件除了要受到交變的機械負荷外還要收到機械熱負荷的作用，因而產生故障有著很大的隨機性。而在負荷的角度來看，由于內燃機的曲軸連桿機身都受到機械負荷和熱負荷的作用，這些負荷的頻率與強度與內燃機的循環形式、轉速、缸數有關。

內燃機的零件所受到的機械負荷主要是油氣體爆炸以及慣性所導致的，并可能在活塞拉或者壓的情況下出現。負荷的大小與內燃機大小以及轉速有關，并且在內燃機特性曲線運行特點圖上也是不盡相同的。因為在一般情況下，內燃機幅值在滿負荷狀態下最大，其頻率等于內燃機的轉速或者倍數。總之機械負荷和熱負荷是內燃機零部件的主要符合。內燃機的故障和損傷的有很多種。

首先磨損，磨損是影響內燃機以及內燃機零件使用壽命的一個重要因素，從另一個角度來說內燃機的壽命主要取決于缸套、活塞、曲軸等機件的磨損程度，因為這部分零部件工作時發生的磨損占整個內燃機磨損的95%以上。另外因為摩擦而導致的擦傷、拉缸等情況還會造成重大的事故并釀成嚴重后果。

通常內燃機摩擦損傷有以下幾個特點。

(1)磨損故障決定內燃機的使用壽命，因為潤滑不良、材料配比不佳或者交變負荷的作用，容易導致磨粒磨損、腐蝕磨損、表面疲勞磨損和粘著磨損等失效現象發生，這就成為影響內燃機零部件可靠性的主要原因。

(2)內燃機的磨損形式復雜多樣。總體來說磨損主要有四種形式:磨粒磨損、附著磨損、腐蝕磨損、表面磨損。這些磨損形式在內燃機的主要零部件工作過程中都有出現。磨損形式的多樣性和復雜性必然提高了解決磨損工作的難度。

(3)影響內燃機零部件的磨損特征的因素多且復雜。不僅僅是不同型號的內燃機的同類零件磨損值不同，在同型號同類型零件的磨損值也差別很大。

其次疲勞斷裂也是內燃機的主要故障形式。由于內燃機內零部件所接受的機械負荷與熱負荷作用來源極其復雜，因此其結構強度就存在著不確定性。內燃機的機構強度方面引起的損害，也是影響內燃機可靠性以及持久性的主要因素。

內燃機零部件除了磨損、斷裂帶原因導致的損壞外，還存在著穴蝕、燒蝕等損傷。穴蝕是許多冷水式內燃機在使用過程中氣缸套易發生的損傷。一般氣缸穴蝕是在其與冷卻水相接觸的一面產生局部聚集的深孔群。這些聚集的孔洞主要出現在連桿擺平面內的氣缸套外壁上，其次在進出水及水流轉變處可能發生。氣缸穴蝕破壞的主要原因是氣缸套的振動。

2內燃機故障診斷技術

內燃機故障診斷的技術隨著內燃機的逐步應用得到了發展和完善，現在常見的診斷方法通過直接檢查、溫度檢測、油液檢測、振動檢測和性能參數檢測等方式。

2.1 直接檢查

這種方法是通過查看內燃機以及零部件的外觀顏色以及機表狀態來對故障進行分析和判斷，這種檢查方法的優點是簡單實用，但是對檢查人員的經驗要求比較高，只有具有較豐富的經驗才能夠做出正確的判斷。

2.2 溫度檢測

溫度檢測的主要方法是有兩種一種是采用非接觸式測溫法，另外一種是接觸式測溫法，例如利用熱敏電阻、熱成像儀、紅外探測儀、溫度計等設備。

2.3 性能參數監測法

性能參數是內燃機最常用的監測方法之一。這種監測是從與內燃機性能直接相關的參數的變化中，找出內燃機的潛在故障。最簡單的性能監測方法是定期抄錄燃。

2.4 振動檢測

因為磨損、腐蝕的原因，內燃機中運動部件的間隙會隨著使用時間增加而不斷增大，固定件的鉚合狀體也會隨之發生變化，這就導致內燃機動力性能發生改變，從而導致了內燃機的振動幅度發生變化。通過在內燃機適當位置上安裝傳感器就可以捕捉到這種振動，將采集到的數據傳輸到測振儀或者頻譜分析儀中進行處理，就可以依據內燃機以及內部零部件的振動特性來建立的標準譜圖對照，可以很方便的對內燃機的故障進行診斷。這種方法就是利用內燃機的振動信號，通過信號的分析來找到與內燃機故障相關的零部件，從而達到快速檢測分析出內燃機故障。此方法的缺點是由于內燃機的機構往往很復雜，從而導致振動檢測時，頻率范圍很寬。同時因為運轉部件多并且形狀不同，也造成了力傳遞的時候與機體振動所發出的振動信號不相同。

2.5 油液檢測

油液檢測法是內燃機故障診斷最常用的方法，這不僅因為內燃機的故障以磨損為主，而且是因為油液監測技術自身的特點所決定。油液檢測法主要是現場采集內燃機潤滑油，通過理化分析出其中的禮花性能以及油液中濁浮的磨損微粒，從而判定出磨損的故障來源。在實際工作中，內燃機油液檢測的結果顯示出油液中的微粒最常見的有三大類:金屬磨粒、非金屬磨粒、污染物磨粒。

上述各種監測方法按照各自工作原理以不同角度獲得了內燃機故障不同形式的信息。一種技術不可能獲得全部故障信息，必須與具體實際相結合，應用系統工作的觀點，選取和設計合理的監測方案。

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