柴油機故障診斷的現(xiàn)狀與展望

潘燁

摘要：本文筆者結(jié)合個人在柴油機故障診斷工作上的研究經(jīng)驗與相關(guān)參考文獻，就柴油機故障診斷的現(xiàn)狀與技術(shù)難點展開粗淺探討，并對柴油機故障診斷的發(fā)展趨勢進行展望，以期為廣大同行在今后的實踐工作提供有益的參考借鑒。

關(guān)鍵詞：柴油機；故障診斷；現(xiàn)狀；技術(shù)難點；展望

前言：

柴油機作為一種復(fù)雜又十分常見的動力機械，其動力性與可靠性會對整個柴油機系統(tǒng)安全運行產(chǎn)生巨大的影響。所以，柴油機的故障診斷技術(shù)受到了越來越多的關(guān)注與重視。本文筆者即結(jié)合個人在柴油機故障診斷工作上的研究經(jīng)驗與相關(guān)參考文獻，就柴油機故障診斷的現(xiàn)狀與展望進行粗淺的分析與探討，以期促進故障診斷技術(shù)的良好發(fā)展與應(yīng)用。

1.柴油機故障診斷的現(xiàn)狀

上個世紀七十年代后期，國外就已經(jīng)利用聲振診斷技術(shù)對柴油機故障進行研究，并在不斷的完善與改進過程中取得了突破性的進展，該項技術(shù)也被廣泛應(yīng)用到船舶柴油機中。目前國外在故障診斷技術(shù)的研究動向上主要有以下幾個方面：通過機體表面振動信號來識別柴油機氣缸內(nèi)的壓力示功圖；用瞬時轉(zhuǎn)速推算缸內(nèi)壓力變化；利用時頻分析、小波分析等新的信號分析與處理方法來處理柴油機表面振動信號。

上個世紀八十年代初期，我國初步對故障診斷技術(shù)進行了探索研究工作，其中武漢交通科技大學(xué)、海軍工程學(xué)院、華中理工大學(xué)等高校與研究機構(gòu)均在聲振技術(shù)診斷故障的探索上做了大量的研究試驗，武漢交通科技大學(xué)將主要研究精力放在了柴油機主要運動件的故障之上，并研制出來柴油機智能診斷儀DCM-Ⅱ，該儀器最大的優(yōu)勢就在于不用對柴油機進行解體就能夠準確的診斷出柴油機活塞一缸套磨損和氣閥漏氣等故障。

雖然近些年來隨著科技的不斷發(fā)展，國內(nèi)外機械故障診斷技術(shù)均得到了長足的發(fā)展，并已經(jīng)深入到了各個領(lǐng)域之中。但是在柴油機的故障診斷領(lǐng)域之中仍缺乏一種可以通用的方法，以此來獲得柴油機在工作狀態(tài)之下的有效特征參數(shù)，而仍是依靠工作人員的經(jīng)驗與設(shè)想去確定特征參數(shù)后在進行實驗驗證，可以說這種方法是不充分的且于實際應(yīng)用存在著較大的距離，所以加強對柴油機故障診斷技術(shù)的研發(fā)與改進仍勢在必行。

2.柴油機故障診斷方法及技術(shù)難點

振動分析法、熱力參數(shù)分析法、油液分析法、智能分析法是現(xiàn)如今最為常見的幾種柴油機故障診斷方法。振動分析法主要是測試柴油機工作時所產(chǎn)生的振動信號，并對其進行數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)處理，從而得出當(dāng)前柴油機內(nèi)部零件的運行狀態(tài)，其在應(yīng)用過程中技術(shù)難點在于激勵力的識別、柴油機工作狀態(tài)的難于接近性、敏感點的選擇和判據(jù)的確定。熱力參數(shù)分析法主要是利用了柴油機在實際運行過程中熱力參數(shù)的變化，對柴油機的工作狀態(tài)進行判斷，其在應(yīng)用過程中最大的技術(shù)難點在于對示功圖所包含的信息較多，測量難度較大。油液分析法主要是利用鐵譜分析、油品化驗、含鐵量檢查，通過對潤滑油中磨粒濃度、形狀及大小的變化、油質(zhì)的變化、含鐵量的變化等進行分析，來判斷柴油機的磨損狀態(tài)及故障狀態(tài)，其在應(yīng)用過程中技術(shù)難點在于光譜診斷的價格昂貴，鐵譜技術(shù)手動操作較多，速度慢，分析判斷和識別要求有豐富經(jīng)驗的技術(shù)人員，且標(biāo)準譜圖積累需要時間較長，這些不足使其使用受到一定的限制。智能分析法主要有基于灰色理論、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷方法，有一個共同的技術(shù)難點就是理論研究較多，實用性欠缺，且在適應(yīng)性方面，各種方法都有其局限性。

3.柴油機故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢

第一，研發(fā)可預(yù)埋在發(fā)動機之內(nèi)的傳感器技術(shù)。為了更好與柴油機故障診斷不解體這一需求相適應(yīng)，柴油機故障診斷技術(shù)的相關(guān)研發(fā)人員可以研發(fā)出一種預(yù)埋在發(fā)動機之內(nèi)的傳感器，從而對發(fā)動機在運行過程中的實際狀態(tài)實時全程監(jiān)控。目前，美國、日本等國家已經(jīng)先后成功研制出了這種傳感器，所以，我們應(yīng)該將未來故障診斷技術(shù)的研究重點放在傳感器技術(shù)研發(fā)之上。

第二，研發(fā)柴油機故障診斷型專家系統(tǒng)。為了更好的滿足柴油機故障診斷的智能化發(fā)展的需求，柴油機故障診斷技術(shù)的相關(guān)研發(fā)人員應(yīng)該研發(fā)診斷型專家系統(tǒng)，從而使診斷數(shù)據(jù)的處理、數(shù)據(jù)的分析、數(shù)據(jù)的識別都能夠在專家系統(tǒng)的運作下自動完成整理、計算工作，減輕故障診斷人員的實際工作量，提高故障診斷的工作效率與準確性。在診斷型專家系統(tǒng)的研發(fā)過程中，必須要讓該系統(tǒng)具有智能，即具備組織能力、學(xué)習(xí)能力、聯(lián)想能力，從而可以隨著科技的不斷發(fā)展，進行自我完善、自我發(fā)展。

第三，進一步加快對融合診斷方法的研究。為了能夠更好的與柴油機故障診斷綜合化發(fā)展這一需求相適應(yīng)，柴油機故障診斷技術(shù)的相關(guān)研發(fā)人員應(yīng)該加強對融合性診斷方法的研究工作，將振動分析法、熱力參數(shù)分析法、油液分析法等故障診斷方法綜合的運用起來，并且應(yīng)用協(xié)同學(xué)理論，將故障信號和診斷結(jié)果進行有機結(jié)合，從而大大提高柴油機故障診斷的準確性。

第四，加強對網(wǎng)絡(luò)化故障診斷方法的研究工作。可以說伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化故障診斷技術(shù)勢必會成為未來柴油機故障診斷的主要發(fā)展方向。這是因為利用網(wǎng)絡(luò)化故障診斷是診斷系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫采集系統(tǒng)的有機結(jié)合，更有利于對柴油機組的管理，提高柴油機的運行效率。

結(jié)束語：

綜上所述，本文筆者結(jié)合個人在柴油機故障診斷工作上的實踐經(jīng)驗，對柴油機故障診斷的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析的同時，提出了常見的幾種柴油機故障診斷方法以及相應(yīng)的技術(shù)難點，并對柴油機故障診斷的發(fā)展趨勢進行了展望，也是希望通過本文筆者的粗淺探討，能夠在今后柴油機的故障診斷技術(shù)發(fā)展上提供一些有益的鋪墊，為廣大柴油機故障診斷工作者在今后的實踐工作上提供有益的參考借鑒，進而掌握更多的柴油機故障診斷技術(shù)，及時排除柴油機所存在的故障，最大限度的提高柴油機在日常運行過程中的安全性與可靠性，獲得最大的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]廖明； 張文明； 石博強.柴油機故障診斷的現(xiàn)狀與展望[J]冶金設(shè)備.1998（06）

[2]曹龍漢； 曹長修； 孫穎楷； 景有泉； 郭振.柴油機故障診斷技術(shù)的現(xiàn)狀及展望[J]重慶大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）2001（06）

[3]楊文位.柴油機故障診斷的現(xiàn)代方法與展望[J]農(nóng)機使用與維修.2007（01）

[4]劉守道； 張來斌； 王朝暉.柴油機故障診斷的現(xiàn)代方法及展望[J]石油礦場機械2000（01）

[5]蔡振雄； 李玩幽； 李寒林.利用振動噪聲信號診斷柴油機故障研究的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]船舶工程.2006（05）endprint