船用柴油機典型故障分析與診斷技術(shù)研究.pdf

1、柴油機作為船舶綜合電力推進系統(tǒng)的主要原動機之一，其性能的好壞對整個電力推進系統(tǒng)的性能產(chǎn)生巨大的影響。由于柴油機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運行環(huán)境惡劣，因此發(fā)生故障的可能性很大，一旦發(fā)生故障，不僅會使得柴油機自身的性能大大降低，而且還會使得整個推進系統(tǒng)的性能降低，甚至造成重大的事故。因此對柴油機進行狀態(tài)的監(jiān)測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系統(tǒng)中的發(fā)電用柴油機為研究對象，從柴油機的故障模式、柴油機故障的特征、故障的診斷、狀態(tài)監(jiān)測與故

2、障診斷軟件的開發(fā)等方面展開相關(guān)研究。本文具體的工作如下：
　　(1)柴油機故障模式的分析。首先對柴油機的工作原理及組成進行了簡述，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)常見的故障，并且采用FMEA法對以上三個系統(tǒng)的相關(guān)故障進行了分析，得到了各個故障發(fā)生的機理及其影響。最終得到了柴油機冷卻系統(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)柴油機故障的特征分析。首先對16缸柴油機建

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的平均值模型。針對柴油機常見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格柵堵塞故障在仿真模型上分別進行了負荷為100％、90%、80%、70%、60%、50%時不同故障程度下的仿真模擬。通過在仿真模型上故障的模擬仿真，最終得到了各個故障時柴油機性能的變化情況。
　　(3)柴油機故障的診斷。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。同時以排氣溫度為例，利用灰色理論對柴油機的故障進行了預(yù)測，為柴油機的健康管理提供了技術(shù)支持。
　　(4)柴油機的狀態(tài)監(jiān)測與典型故障診斷軟件開發(fā)。在建立柴油機故障診斷網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上搭建了柴油機狀態(tài)監(jiān)測與典型故障診斷軟件，并且對16缸柴油機在70%負荷下正常運行進行了狀態(tài)的監(jiān)測以及其增壓器故障的診斷，最終實現(xiàn)了柴油機狀態(tài)的監(jiān)測