船舶柴油机监测与故障诊断方法分析

刘周书

（湖南交通职业技术学院，湖南 长沙 410132）

船舶柴油机监测与故障诊断方法分析

刘周书

（湖南交通职业技术学院，湖南 长沙 410132）

对于船舶来说柴油机是给其提供动力的重要机械设备，为了能够使船舶安全正常的航行，就必须对船舶柴油机进行监测，及时发现存在的故障，并制定解决方案。文章主要针对船舶柴油机监测与故障诊断技术进行分析研究，详细介绍了有关柴油机的故障分类以及故障诊断方法的特点和不足之处。

船舶；柴油机；监测；故障诊断

船舶柴油机为船舶提供航行的动力，其正常工作是保证航行安全的关键，但是由于海上航行环境比较恶劣，导致柴油机经常会出现一些大大小小的故障，有些严重故障一旦产生就会危及人的生命，也会造成很严重的经济损失，因此，对船舶柴油机实行监测和故障诊断技术是十分重要的，我国必须不断探索研究最佳诊断技术，以便能够正确判断柴油机的故障问题，制定科学合理的解决方案，保证船舶的航行安全，推动企业经济的发展。

1 船舶柴油机的故障分类

船舶的柴油机其内部结构非常的复杂，因此，出现的故障问题也是各种各样的，解决故障的难度系数也比较大，造成柴油机出现故障问题的原因也是比较多的，柴油机的主要故障分类为喷油设备故障、供油系统故障、漏油、漏水、漏气、涡轮增压系统、其他破坏及破裂等故障。

2 常用故障诊断方法及特点和不足

（1）热力参数分析法。通过对热力学参数的分析能够判断出柴油机的工作状态，通过对气缸压力式功图、排气温度、滑油温度等参数的分析，就可以判断出柴油机是否处于正常稳定的工作状态。长期以来，压力式功图是人们首先要进行分析的重要参数，从式功图中能够分析出大量的信息，从而计算出指示功、压缩压力以及压力升高率，也能够判断出燃烧质量是否良好和各气缸的工作情况，能够综合的反应出柴油机此时的性能状态，通过对该参数的分析能够实现对柴油机的监测。事实上式功图的本质就是对气缸内气体压力随时间变化的体现，人们对该参数的测量有两种方法，一种为直接测录法，通过使用功器就能直接进行测量，然后进行整理计算就形成了式功图；另一种为间接测录法，是通过对其他物理量进行测量生成的式功图，这种方法由于测量过程中对柴油机工作不会造成影响，被广泛地应用。但是这种方法却依然有局限性，存在压力传感器的安装、通道效应等技术上的问题。

（2）振动分析法。这种方法是通过对柴油机在工作过程中产生的振动信号进行测量、分析、处理、得出诊断结果，这种方法能够快速、准确地完成检测结果，其主要包括以下三个环节：①对信息进行采集。此环节是十分重要的不能出现一丝错误，首先得正确选择灵敏度高的传感器和二次放大仪表，进行正确的安装，在仪器选择和安装的过程中一定要认真监督，防止信息遗漏和失真现象的发生。②信息的处理。信息采集完之后要进行分析处理，此环节需要应用信号分析和数据处理技术，把得到的数据与柴油机原理、结构、运动学等联系起来，然后进行综合的分析思考，确保能够得到准确无误的信息参数。③状态判断及预报。通过对柴油机振动信号得出的信息数据进行状态判断，从柴油机的制造、维修经验、运转状态等角度进行分析，将得到的判据对柴油机进行诊断，就能够解决柴油机存在的故障问题。但是，这种方法在对柴油机进行监测和诊断的时候存在很多技术难点。一是，频率太多，范围太宽广不利于信息的采集识别；二是，柴油机内部有很多运动件，工作过程中很难对这些件的振动参数进行测量采集；三是，无法识别不同部件激励的传递途径以及对柴油机表面的振动表征；四是，无法识别相邻气缸之间的振动影响；五是，当柴油机的部件在长时间工作情况下受到磨损，就会生成不同的激励，但是从表面振动信号中检出是比较困难的。

（3）瞬时转速法。此方法是通过对柴油机瞬时转速信号进行测量分析，此方法能够准确地分析出柴油机此时的工作状态和质量，能够得出机器的故障信息。但是这种方法也存在不足之处，就是他能够准确地了解到柴油机此时存在故障，却不能判断出引起柴油机的故障原因，而且它需要测量一转内角速度发生的变化，所以，要求使用高精密度、高频率响应的测量仪，就会需要花费较高的设备费用。

（4）油液分析法。通过对油液中金属含量的测定，可以判断出机械的磨损程度，磨损严重的及时更换零部件。柴油机个别部件长时间工作磨损产生的铁屑就会落入润滑油中，对润滑油采用铁谱和光谱的分析方法就可以实现测定，分析出故障的严重性。但是光谱和铁谱却有各自的优缺点，光谱能够准确地测量出金属含量，但是不能了解其存在的形式和磨损类型。铁谱能够准确地了解颗粒的形状、大小、磨损类型，但是对有色金属的分辨能力不如光谱。

3 结语

综上所述，柴油机是船舶提供动力的关键机械设备，一旦其发生故障，影响着船舶的航行甚至威胁人的生命，所以，企业必须高度重视对柴油机进行的监测和故障诊断，也要不断研究创新监测和故障诊断技术，在未来探索出更成熟的技术，以确保船舶安全稳定的行驶，推动我国经济的快速发展。

［1］袁泉.柴油机性能监测系统的开发与试验研究［D］.武汉：武汉理工大学，2005.

［2］李芃，荆奇.两种优化训练的FNM在船舶柴油机故障诊断中的性能研究［J］.自动化技术与应用，2009，28（11）：75-79.

Analysis of M arine Diesel Engine M onitoring and Fault Diagnosis

LIU Zhou-shu
（Hunan Communication Vocational and Technical College，Changsha，Hunan 410132，China）

For the ship，the dieselengine isan importantmechanicalequipment to provide power.In order to be able tomake the ship safe and normalnavigation，itmustmonitor the ship dieselengine and timely detect the existing failuresand develop solutions.This papermainly analyzes the dieselenginemonitoring and faultdiagnosis technology，and introduces the characteristics and shortcomingsofdieselengine faultclassification and faultdiagnosismethod.

shi；dieselengine；monitoring；faultdiagnosis

U664.121

A

2095-980X（2017）05-0054-01

2017-04-30

刘周书（1984-），湖南娄底人，大学本科，助理实验师，主要研究方向：工科。