船用柴油機(jī)典型故障分析與診斷技術(shù)研究.pdf

1、柴油機(jī)作為船舶綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)的主要原動(dòng)機(jī)之一，其性能的好壞對(duì)整個(gè)電力推進(jìn)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生巨大的影響。由于柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行環(huán)境惡劣，因此發(fā)生故障的可能性很大，一旦發(fā)生故障，不僅會(huì)使得柴油機(jī)自身的性能大大降低，而且還會(huì)使得整個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)的性能降低，甚至造成重大的事故。因此對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)以及故障的診斷具有重要的意義。本文以船舶綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)中的發(fā)電用柴油機(jī)為研究對(duì)象，從柴油機(jī)的故障模式、柴油機(jī)故障的特征、故障的診斷、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故

2、障診斷軟件的開(kāi)發(fā)等方面展開(kāi)相關(guān)研究。本文具體的工作如下：
　　(1)柴油機(jī)故障模式的分析。首先對(duì)柴油機(jī)的工作原理及組成進(jìn)行了簡(jiǎn)述，其次主要總結(jié)了冷卻系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)以及燃油系統(tǒng)常見(jiàn)的故障，并且采用FMEA法對(duì)以上三個(gè)系統(tǒng)的相關(guān)故障進(jìn)行了分析，得到了各個(gè)故障發(fā)生的機(jī)理及其影響。最終得到了柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)故障的FMEA表，并且確定了本文所要研究的五種故障模式。
　　(2)柴油機(jī)故障的特征分析。首先對(duì)16缸柴油機(jī)建

3、立了數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上采用平均值建模的方法搭建了柴油機(jī)的平均值模型。針對(duì)柴油機(jī)常見(jiàn)的五種故障即空氣濾清器污阻、中冷器氣側(cè)污阻、中冷器水側(cè)積垢、增壓器故障以及渦輪保護(hù)格柵堵塞故障在仿真模型上分別進(jìn)行了負(fù)荷為100％、90%、80%、70%、60%、50%時(shí)不同故障程度下的仿真模擬。通過(guò)在仿真模型上故障的模擬仿真，最終得到了各個(gè)故障時(shí)柴油機(jī)性能的變化情況。
　　(3)柴油機(jī)故障的診斷。分別采用PNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及基于PCA的PNN神經(jīng)網(wǎng)

4、絡(luò)建立了16缸柴油機(jī)故障的診斷模型。結(jié)果表明，基于PCA的PNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有較高的效率以及100%的診斷準(zhǔn)確率。同時(shí)以排氣溫度為例，利用灰色理論對(duì)柴油機(jī)的故障進(jìn)行了預(yù)測(cè)，為柴油機(jī)的健康管理提供了技術(shù)支持。
　　(4)柴油機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與典型故障診斷軟件開(kāi)發(fā)。在建立柴油機(jī)故障診斷網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上搭建了柴油機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與典型故障診斷軟件，并且對(duì)16缸柴油機(jī)在70%負(fù)荷下正常運(yùn)行進(jìn)行了狀態(tài)的監(jiān)測(cè)以及其增壓器故障的診斷，最終實(shí)現(xiàn)了柴油機(jī)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)