柴油机故障

柴油机故障（精选十篇）

柴油机故障 篇1

一台康明斯NH220CI型柴油机因使用不当, 造成严重烧瓦故障。经拆检, 第1、2、4道主轴颈拉伤, 主轴承座孔拉伤、变形, 第1、3缸连杆瓦烧瓦, 其他部位 (配气机构、活塞等) 均未受损。受损的主轴承座孔中又以下瓦盖 (主轴承盖) 变形较为严重, 上瓦盖 (机体侧主轴承座) 也有变形, 但相对较小。

取机油油样检查后发现, 油样中金属磨损颗粒、切屑状颗粒、铜合金及“粘附—擦伤”颗粒数量大大超出正常范围, 且有明显的高温氧化特征, 并伴有明显腐蚀现象。理化性能检测表明, 油品已严重氧化, 清净分散性已基本丧失, 污染度等级严重超标, 胶质、微细积炭颗粒浓度较大, 对油样进一步化验表明, 碱值大大降低, 几乎为0, 粘度较大。分析表明, 滤芯损坏导致润滑油严重污染是故障的主要原因。烧瓦时由于主轴瓦与曲轴较少粘连, 没有抱死, 发动机继续工作, 但曲轴与轴瓦润滑失效, 故产生大量热。此热量传递给上下瓦盖 (座) , 由于结构的差异, 各部冷却速度不相同, 热应力分布不均匀, 造成各瓦盖及瓦座变形不一。

根据现有的设备和条件, 经过分析论证, 制定如下维修方案。 (1) 由于主轴承盖的B、F面变形后不共面 (图1) , 所以以C或D面为基准面。用万能工具磨削B、F面, 使之共面。 (2) 为了保证主轴承盖A、B两侧面与气缸体间的过盈量, 同时又不产生较大的变形和内应力, 用半自动CO2气体保护焊对主轴承盖的A、B两侧面进行小量堆焊, 然后以C、D、B、F面为基准面, 在万能工具磨床上磨削至所要求的配合尺寸。 (3) 将已修复的主轴承盖及未磨损的主轴承盖按要求装到机体上, 对第1、2、4道主轴承座孔进行镗削 (大于原孔径) , 再用线材电弧热喷涂修复, 最后镗削至基准尺寸。

因为主轴承盖变形差异较大, A、B两侧面与机体接触面的间隙不同, 为保证主轴承盖螺孔与机体侧螺孔的中心线一致, 应按实测的A、B面与机体的间隙, 分别堆焊、磨削两侧面。具体流程及规范如下:堆焊前测量A、B面的实际距离h, 并记下所测的位置, 此位置为基准测量点。工件预热至200℃后施焊, 用Φ1.2 mm粗的08 Mn、Si焊丝, 电压21 V, 电流100 A, 送丝速度2.0 m/min, 堆焊A面;随炉冷却后磨削, 以C、D、B、F为基准面找正, 扳正三面互相垂直, 按维修标准磨削、修边、整形;再以上述过程修复B面。主轴承座孔的修复工艺及规范如下:按要求装配好主轴承盖后镗削, 以未磨损的主轴承座孔为基准, 用镗瓦机镗削第1、2、4道主轴承座孔至121.5 mm;拆下主轴承盖进行喷砂处理, 气压0.65 MPa, 砂粒为石英砂;用镍包铝打底, 然后用Φ1.6mm的铝青铜焊丝喷涂, 其主要规范为:电压35～40 V, 电流100～130 A, 气压0.55～6.00 MPa, 喷涂距离100～150 mm, 送丝速度1.3～1.6 m/min, 涂层厚度为1.0～1.5 mm;清理后装配主轴承盖。然后, 粗镗至120.3 mm、精镗至基准尺寸。最后, 用微型手砂轮修整瓦片定位槽。经上述工艺修复的机体装车试用, 工况正常。每次拆后检查, 技术状态都符合要求。

2 连续烧坏气缸垫

一台车用6135ZD型柴油机连续发生了烧气缸垫故障, 而且每次都是在第2缸和第3缸处烧损。检查发现第3缸的气缸套台肩不仅没有凸出的气缸体上平面, 反而还下凹0.05～0.09 mm。为此, 用气缸垫铜片做成圆垫, 垫在气缸套台肩下平面处, 这样情况虽然有所好转, 但仍有气泡从气缸盖与气缸体接缝处冒出, 几分钟后又烧损气缸垫。经再次检查, 发现气缸台肩上平面凸出气缸体的高度不一致。最后分别选用所需厚度的铜皮, 做成不同厚度的铜垫, 垫在各气缸套台肩下的平面处, 使各气缸套台肩上平面凸出气缸体的高度一致, 并且都在标准值范围内, 迄今未再出现烧损气缸垫的故障。

3 气缸体水套外壁破损

一台车用6135ZD型柴油机第3缸水套外壁被打破了一个30 mm见方的孔洞, 决定采用焊补法修复。缸体材科为灰口铸铁, 铸铁气缸体的焊补方法有冷焊、热焊以及气焊3种。热焊和气焊的工艺复杂, 对环境条件要求高, 故常采用常温冷焊法, 具体工艺如下。采用Φ2.5 mm的308铸铁镍焊条。焊前用汽油和钢丝刷将缸体漏洞周围10 cm区域内清洗干净, 直至见缸体本色, 并用肉眼或借助放大镜查看漏洞周围是否有其他裂纹。确认没有裂纹后打坡口, 即用扁铲将漏洞的边缘打成35°～40°的斜坡状, 并用钢丝刷清洁坡口。制作一个形状、大小合适的补板, 将补板的四周打成35°～40°的坡口并清洁, 这是为了在焊补过程中增大焊接的受力面积和减小应力集中。做好的补板在放入漏洞中时, 与缸体的间隙越小越好, 否则会增大焊接的难度。施焊时, 先将直流焊机的电流调至65 A, 焊条接负极, 再将补板置于缸体漏洞中间。补板置于漏洞中后, 两坡口应成“V”形 (图2) 。选对称4点将补板焊定, 然后以此4点为基点对称地、分段分层地施焊即可, 分层施焊的顺序见图2焊缝中的数字。

4 突然熄火后曲轴不能转动

一台车用康明斯NT855-C280型柴油机启动运转不到15 min就突然熄火, 此时曲轴不能转动。在用撬棍 (从启动机安装孔处插入) 上下撬动柴油机飞轮齿圈时, 发现齿圈不转。据此分析, 可能发生故障的部位有柴油机、动力传动箱和液力变矩器3处。柴油机的故障可能有:气缸中进入了硬物, 使活塞不能运行, 烧瓦抱轴, 正时齿轮卡死等。动力传动箱的故障可能有:齿轮卡死, 液压泵损坏而阻碍了驱动齿轮转动。变矩器的故障可能是零件损坏。排查时先拆下变矩器, 用手转动变矩器动力输入驱动齿轮, 变矩器运转平稳、无卡阻, 可判定故障不在变矩器。拆下动力传动箱中与飞轮齿圈相啮合的中间齿轮, 用手能轻松地转动驱动液压泵的各个齿轮, 说明故障不是出自动力传动箱。此时, 仍撬不动柴油机飞轮, 因此, 可判断故障部位在柴油机上。

放出柴油机的机油并过滤, 发现油中有较多的磨屑, 但不能确定磨屑的出处。将柴油机吊下, 拆检柴油机时发现:油底壳内有2片半圆环 (此环共4片, 用于调整曲轴的轴向间隙) , 另外2片也已磨损、烧蚀并粘结于曲轴上;第7道主轴承严重烧蚀、抱轴, 使曲轴不能转动;各道轴承都有不同程度的损伤;将活塞连杆组向缸盖方向推, 都能推动, 说明活塞上部无硬物;正时齿轮室内各齿轮无卡死现象。因第7道主轴颈表面有较大损伤, 经测量其他主轴颈和各道连杆轴颈后决定磨削整根曲轴, 使其尺寸减小0.25 mm。精磨后将各道主轴承装复, 依次逐渐加力紧固 (每加力一次, 转动一次曲轴) , 当加力到标准扭矩时, 却不能再使曲轴转动。经拆检发现, 第7道主轴承被刮伤, 同时第7道主轴颈上有2条白色的线纹, 磁力探伤检验证明那是2条裂纹。分析认为, 裂纹是在轴承烧损、抱轴时因过热而产生的。由于轴承座紧固螺栓拧到标准扭矩时, 轴颈发生变形, 裂纹增大, 在转动曲轴时发卡, 不能转动并刮伤新轴承。

据了解, 该机之所以烧瓦抱轴, 根本原因是就没有按要求及时更换机油和机油滤清器, 特别是在进入冬季后, 没有进行过应有的维护;另一可能原因是操作不当:该机启动后, 仅进行了5 min的怠速运转就加载工作。经更换标准尺寸的新轴承、新曲轴, 并按要求装配、试运转后, 故障排除。

5 气缸盖内有裂缝引起的散热器进油

柴油机故障快速诊断与检查 篇2

一、供油时间过早过晚的`快速诊断 1.敲缸 发动机起动后,正常情况下可以听到轻微的金属敲击声.供油过早,可以听到象硬木锤敲击活塞似的金属敲击声.转速越低越明显,供油越早声音越清脆.供油过晚,敲击声反而不明显.当喷油器喷油雾化不良,使燃油自燃延迟期增加,也能引起爆炸,但比供油时间过早引起敲缸的情况小的多,仔细观察是不难区分的.

作 者：李红娟 董树丛 丁连江  作者单位：李红娟(黑龙江省通河县农机推广站三站乡分站)

董树丛(黑龙江省通河县清河镇农机站)

柴油机油路故障巧判别 篇3

1.松开油路放气螺钉，用手油泵泵油，当向上轻轻抽动手柄时，如果稍感到油路对手柄有吸引力；按压手柄时，放气螺钉处排出的燃油又较少，说明输油泵吸油阻力过大，使来油减少。其原因可能是：①油箱至输油泵之间的滤芯、滤网、油管阻塞；②油箱盖上的通气孔阻塞，使油箱内出现负压，影响来油；③冬季使用柴油的规格不对，黏度过大，流动性差。

2.用手油泵泵油时，从放气螺钉处溢出的燃油中混有气体，说明油路中有漏气处。其原因可能是：①油箱至输油泵的油管没有拧紧、接头密封垫损坏、油管破损等。若怀疑有漏气，可拆下油管，堵塞一端，放入水中，从另一端向管内充气，水泡溢出处即为漏气部位。②可从输油泵上的螺纹连接处或手油泵活塞与外壁的间隙中吸入气体，查找漏气部位。③喷油嘴偶件卡死在开启位置，供油阀又密封不严，燃烧室内的高压气体窜入低压油路内。此气体可用手油泵迅速排净，但是柴油机启动后，立即又会窜入气体。④油箱内油面过低，吸入空气。⑤油箱至输油泵的油路严重阻塞时也容易吸入气体。

柴油机故障 篇4

近年来,以人工神经网络、遗传算法、粗糙集理论等为代表的智能计算方法在故障诊断领域得到了广泛研究和应用[1,2,3,4,5,6]。人工神经网络具有强大的自组织、自学习、联想记忆和分布式并行计算能力,是一种优秀的自适应非线性系统,但其性能严重依赖故障样本的质量和网络的学习算法,实际应用中往往存在输入特征冗余、网络结构复杂、易陷入局部极小、泛化精度低等问题。遗传算法是一种全局搜索方法,利用遗传算法优化神经网络的权值和阈值可以避免陷入局部极小。粗糙集理论可以发掘出数据中隐藏的关系和规律,删除冗余属性和规则,获取简明扼要的知识表达形式。应用粗糙集理论对故障样本进行处理能够有效减少神经网络的输入特征、简化网络结构。但粗糙集理论只能处理离散的数据,连续数据的离散化水平直接影响粗糙集理论分析的结果。

本文综合模糊聚类、粗糙集理论、神经网络和遗传算法的优势,提出了一种混合智能故障诊断方法,并用于柴油机故障诊断。首先利用改进的模糊聚类算法将连续数据离散化,再利用粗糙集理论约简故障特征和规则,然后根据约简结果构建神经网络,并利用遗传算法优化网络的初始权值和阈值。

1基于模糊聚类的连续特征值离散化

由于粗糙集理论只能处理离散的符号化数据,故需要在应用粗糙集理论对故障诊断数据进行分析处理之前,将其中连续的特征值离散化。离散化的质量将直接影响粗糙集理论分析的结果。目前常见的连续特征值离散化方法有等距离法、等频率法、自组织映射神经网络分类法等。但上述方法需人为指定离散化的类别数目,有失客观性。本文采用一种由模糊c-均值(Fuzzy c-Means, FCM)聚类算法[7]改进的自适应模糊聚类方法对连续的特征值进行离散化。

1.1FCM聚类算法

给定样本集X={x1,x2,…,xn},n为样本数,对于给定的模糊聚类数目c(2≤c≤n-1),样本集XFCM聚类的结果为:

U=[uik]n×c(∀i,k,0<uik<1;∀i,

${\displaystyle \sum _{k=1}^{c}u}{}_{ik}=1$;$\forall k,0<{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}u}{}_{ik}<n)(1.1)$

式(1.1)中uik表示第i个样本xi对第k个聚类中心vk的隶属度。

FCM聚类算法的目标函数一般为如下形式:

$J(U,V)={\displaystyle \sum _{i=1}^n{\displaystyle \sum _{k=1}^{c}u}}{}_{ik}^m\parallel x{}_i-v{}_k\parallel {}^2(1.2)$

式(1.2)中m为模糊化参数,m越大隶属度矩阵越模糊,一般取m=2;‖·‖为向量范数,表示xi与vk之间的距离。该目标函数可看作每个数据点到聚类中心的加权距离平方和。

FCM聚类算法的基本思想是通过迭代更新隶属度矩阵U和聚类中心V,使得目标函数J(U,V)最小。

1.2自适应模糊聚类

FCM算法须预先指定聚类数目c,但在没有先验知识的情况下指定聚类数目有一定的盲目性,聚类结果不能客观反映数据的结构。为此,引入一种自适应目标函数作为评价聚类数目的标准,以确定最佳聚类数目。

评价聚类“好坏”的标准是使类间的距离尽可能大而类内数据点间的距离尽可能小。基于以上思想,引入Xie-Beni[8]聚类有效性函数:

$J(U,V,c)=\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^n{\displaystyle \sum _{k=1}^{c}u}}{}_{ik}^m\parallel x{}_i-v{}_k\parallel {}^2/n}{\min {}_{k,j,k\ne j}\parallel v{}_k-v{}_j\parallel {}^2}(1.3)$

函数J(U,V,c)的分子可表示每个数据点到聚类中心的距离,分母可表示聚类中心之间的距离。因此J(U,V,c)的值越小,聚类越合理,对应J(U,V,c)最小的c*为最佳聚类数目。

FCM聚类时有对所有样本同等对待的趋势,但实际上有效样本与噪声或野值对聚类的贡献是不同的,为克服该问题,采用一种点分布密度函数[9]计算样本权重,如果某样本点处的样本分布密度越大,则该样本对聚类的影响就越大。

样本点xi的分布密度函数定义如下:

$\begin{array}{l}z{}_i={\displaystyle \sum _{j=1,j\ne i}^{n}1}/\parallel x{}_i-x{}_j\parallel \\ \text{s}\text{u}\text{j}\text{e}\text{c}\text{t}\text{t}\text{o}:\parallel x{}_i-x{}_j\parallel \le r；(1.4)\end{array}$

式(1.4)中,r为点分布密度的范围限定值,大小对应‖xi-xj‖分布最密集处的值。

对zi进行归一化,可得样本xi的权重wi。

$w{}_i=z{}_i/{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}z}{}_i(1.5)$

将聚类有效性函数、样本权重与FCM算法相结合,得到本文提出的自适应模糊聚类算法。该算法的目标函数为:

$J(U,V,c,w)=\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^n{\displaystyle \sum _{k=1}^{c}w}}{}_{i}u{}_{ik}^m\parallel x{}_i-v{}_k\parallel {}^2/n}{\min {}_{k,j,k\ne j}\parallel v{}_k-v{}_j\parallel {}^2}(1.6)$

通过构造拉格朗日函数,求得V和U的迭代更新公式为:

$\{\begin{array}{l}v{}_k=\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}w}{}_{i}u{}_{ik}^{m}x{}_i}{{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}w}{}_{i}u{}_{ik}^m}\\ u{}_{ik}=\frac{1}{{\displaystyle \sum _{j=1}^c\left(\frac{\parallel x{}_i-v{}_k\parallel }{\parallel x{}_i-v{}_j\parallel }\right)}{}^{\frac{2}{m-1}}}\end{array}(1.7)$

自适应模糊聚类算法具体计算过程如下:

(1)根据式(1.4)和(1.5)计算样本权重;

(2)聚类参数初始化:设定模糊化参数m=2、初始聚类数目c=2和迭代终止阈值ε>0;

(3)根据c随机初始化隶属度矩阵U;

(4)按式(1.7)更新V和U,按式(1.6)计算J(U,V,c,w);

(5)判断是否满足迭代终止条件,否则转向(4),是则继续;

(6)如果c<cmax,则c=c+1,并转向(3),否则继续;

(7)比较2≤c≤cmax时的目标函数J(U,V,c,w),最小J(U,V,c,w)对应的c即最佳聚类数目,对应的U和V即最终聚类结果。

其中,cmax理论上可取n-1,但实际中合适的cmax远小于n,本文选择$c{}_{\max }=\sqrt{n}$[10]。求得最终隶属度矩阵后,根据最大隶属度准则对样本进行离散化。

2基于粗糙集理论的特征约简

粗糙集理论是一种用于处理不完整不精确知识的数学方法,该理论最大的特点是不需要关于所处理数据的任何先验信息,直接对不完整不精确数据进行分析处理,发掘数据之间的关系,进行特征和规则约简,得到简明扼要的知识表达形式。

一个知识系统可表达为S=(U,A,V,f),其中U={x1,x2,…,xn}表示对象的非空有限集合,称为论域;A=C∪D为属性集合,子集C和D分别称为条件属性集和决策属性集且C∩D=ϕ;V=∪a∈AVa是属性值的集合,Va表示属性a的取值;f:U×A→V为一信息函数,指定了U中每一个对象x的属性值,即∀x∈U,a∈A,有f(x,a)∈Va。这种描述使得知识系统可以用二维表格来表示,这种表格称为决策表。每一属性子集P⊆A决定了一个二元不可分辨关系IND(P)={(x,y)∈U×U|∀a∈P,f(x,a)=f(y,a)},关系IND(P)构成了U的一个划分,表示为U/IND(P),简记为U/P。

给定一决策表S=(U,A,V,f),设条件属性集C导出的划分为U/C={X1,X2,…,Xm},决策属性集D导出的划分为U/D={Y1,Y2,…,Yn},定义决策属性集D相对于条件属性集C的条件信息熵[11]为:

${\rm H}(D|C)=-{\displaystyle \sum _{i=1}^{m}p}(X{}_i){\displaystyle \sum _{j=1}^{n}p}(Y{}_j|X{}_i)\lg p(Y{}_j|X{}_i)(1.8)$

式(1.8)中:$p(X{}_i)=\frac{Card(X{}_i)}{Card(U)}$,$p(Y{}_j|X{}_i)=\frac{Card(X{}_i{\displaystyle \cap Y}{}_j)}{Card(U)}$,Card(·)为集合的基数。

在信息论中,H(D|C)表示在已知C的条件下,D的残留不确定度,它表明了由C提供的关于D的信息量的大小。由C提供的关于D的信息量越大,则H(D|C)的值越小。

在决策表S=(U,A,V,f)中,∀b∈B⊆C,若H(D|B)=H(D|B-{b}),则称b为B中相对于D是不必要的;否则称b为B中相对于D是必要的。∀B⊆C,若其每一元素相对于D都是必要的,则称B相对于D是独立的。∀B⊆C,若H(D|B)=H(D|C)且B相对于D是独立的,则称B是C相对于D的一个基于信息熵的约简。

为讨论决策表的约简问题,引入属性重要性的概念。给定一个决策表S=(U,A,V,f),∀B⊆C,∀α∈C-B,定义属性α的重要性为:

SGF(α,B,D)=H(D|B)-H(D|B∪{α}) (1.9)

SGF(α,B,D)的值越大,说明在已知B的条件下,α对于D越重要。

约简的目的是在保持决策表“决策能力”不变的条件下,去掉不必要的属性和属性值。经典粗糙集理论关于约简的代数描述和基于信息熵的描述衡量“决策能力”不变的标准是不同的,前者的标准是确定性规则的可信度(确定性规则的数目)不变,而后者的标准是确定性规则的可信度以及不确定性规则的可信度(不相容样本的概率分布)不变。对于一致决策表而言,两种描述是等价的。对于不一致决策表,基于信息熵的约简则考虑了所有规则的可信度。

基于以上理论进行决策表约简,具体步骤如下:

计算决策表的条件熵H(D|C):

(1)计算C相对于D的核属性集C0:记C0=ϕ,∀ck∈C,若H(D|C)≠H(D|C-{ck}),则令C0=C0∪{ck},直至遍历C中的每一属性;

(2)令B=C0,A=C-C0;

(3)计算H(D|B),若H(D|B)=H(D|C),则转(6),否则继续;

(4)∀αi∈A,计算SGF(αi,B,D),并将αi按SGF(αi,B,D)递减的顺序排列为{α1,α2,…,αn};

(5)令B=B∪{α1},A=A-{α1},转(4);

(6)约简结束,B即为决策表的一个约简。

3神经网络的建立及训练

根据约简结果进行故障诊断时,若最简决策表中的条件和规则较少,可以通过人工查询匹配故障特征的方式进行诊断,否则可以根据最简决策表设计神经网络来进行故障诊断。

本文根据约简结果设计了BP神经网络,将约简后的条件属性作为网络的输入,决策属性作为网络输出,选择合适的传递函数和网络拓扑结构后进行训练。

由于BP算法本质上是梯度下降法,更新权值和阈值时容易陷入局部极小,而遗传算法是一种全局搜索方法,使用遗传算法初始化网络权值和阈值,再利用BP算法进行局部搜索,可以兼顾收敛精度与速度,提高网络的性能。

遗传算法中,采用浮点数对网络权值和阈值进行编码。种群规模为50,进化代数为100代,随机初始化种群。采用比例选择、算术交叉、均匀变异算子,并配合最优保存策略进行遗传进化,交叉概率为0.7,变异概率为0.05。适应度函数为:

$f=\frac{1}{E}(1.10)$

式(1.10)中$E=\frac{1}{n}{\displaystyle \sum _{i=1}^n(}y(i)-t(i)){}^2$为训练样本均方误差,其中y(i)表示网络的实际输出,t(i)表示样本的期望输出。

4柴油机气门故障诊断实验及结果分析

配气机构是柴油机的关键零部件之一,也是柴油机中最容易发生故障的零部件之一。表1为4135柴油机气门间隙的故障诊断数据[2]。在第2缸气缸盖上模拟了进气门间隙过小、进气门间隙过大、排气门间隙过大3类故障,并分别在第1缸气缸盖、第2缸气缸盖及第2缸对应活塞行程中点处的气缸体上测取了机体的振动信号。表1中C表示故障特征,依次为3个测点振动信号的频域波形复杂度、时域波形复杂度、非周期复杂度、频谱中心频率、时间序列方差和时间序列峭度。以上6个指标表征了振动信号在时域和频域的状态信息。D为故障类型,1、2、3、4依次表示正常状态、进气门间隙过小、进气门间隙过大、排气门间隙过大。在37个样本中随机选取28个用于属性约简和网络训练,剩余9个用作测试样本。

根据本文提出的自适应聚类方法对训练样本进行离散化,分别对每个特征变量进行模糊聚类,按聚类中心数值由小到大的顺序将每个特征变量的聚类类别依次标识为1、2、…、c(i)(c(i)为最佳聚类数目),并按最大隶属度准则确定各特征变量值对应的类别,结果如表2。

根据本文提出的约简方法对决策表进行约简,约简后的条件属性为{c16,c33,c35},即神经网络的输入特征减少为3个。设计3层BP神经网络,隐层传递函数为tansig,输出层传递函数为purelin,研究发现当隐层神经元节点数为5时,网络的精度最高。采用遗传算法与BP算法结合的方法训练网络,网络对9个测试样本的诊断结果如表3。

为了验证基于粗糙集理论的特征约简对BP神经网络诊断精度的影响,根据原始故障诊断数据设计了3层BP神经网络,网络的传递函数与粗糙集-BP神经网络相同,隐层神经元节点数为9。网络对测试样本的诊断结果也示于表3。

由故障诊断结果可见,粗糙集-BP神经网络对测试样本的诊断正确率达到了100%,而普通BP神经网络对第1个样本出现了误诊断,而且其对每个样本的故障诊断精度也低于前者。

对柴油机气门故障的诊断结果表明该方法是一种行之有效的故障诊断方法。与普通BP神经网络相比,该方法简化了网络结构,减少了计算量,同时达到了更高的诊断精度和正确率。

5结论

本文综合利用模糊聚类、粗糙集理论、神经网络和遗传算法的优点,提出了一种混合智能故障诊断方法。利用改进的自适应模糊聚类算法将样本离散化,应用信息熵理论约简故障特征,根据约简结果构建神经网络,并采用遗传算法和BP算法相结合进行网络训练。应用该方法进行柴油机气门故障诊断,对测试样本的诊断结果验证了该方法的有效性和准确性。

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船舶柴油机监测及故障诊断技术论文 篇5

一、船舶柴油机的主要故障

在船舶柴油机当中，通常具有较为复杂的结构，因而可能会产生很多不同种类的故障，同时有很多不同的原因会造成船舶柴油机故障，各种故障所发生的频率也不尽相同。以某型号的船舶柴油机为例，其主要的故障类型包括了喷油设备及供油系统、漏油及漏水、漏气、基座、破坏及破裂、涡轮增压系统、曲轴、齿轮及驱动装置、调速器齿轮、气阀及阀座、活塞组件、漏油及润滑系统，以及一些其它的故障问题。

二、船舶柴油机监测与故障诊断技术

（一）油液分析法

在船舶柴油机状态监测和故障诊断当中，可以利用光谱分析法、铁谱分析法对润滑油进行分析[1]。在柴油机的运行中，各个运动副会发生磨损，在不同磨损情况下，会形成不同的微粒，存在于润滑油当中。因此，利用光谱或铁谱对润滑油中的金属微粒进行检测，就能够判断柴油机的故障信息。在实际应用中，光谱和铁谱各自具有不同的监测功能与监测效果。利用光谱法，能够对润滑油中磨损原件的含量进行准确的测定，但是对其形状、磨损类型等，难以进行了解。而利用铁谱法能够对金属微粒的成分、大小、形状等进行了解，但是难以对有色金属进行高灵敏度的判别。对此，可以综合应用光谱和铁谱分析法进行应用。不过需要注意的是，利用这种油液分析法进行监测与诊断，在实时监测、缸位确定等方面存在一定的不足，只能定性描述油液分析结果，具有一定的随机性特点，因此在实际应用中要加以注意。

（二）瞬时转速法

在船舶柴油机的运行当中，对于其工作质量、工作状态等，可以通过观察瞬时转速波动信号加以了解和判断。通过分析瞬时转速波动信号，还能够明确柴油机的故障信息、运行状态等[2]。不过，在瞬时转速法的应用当中，也存在着一定的局限性，虽然瞬时转速波动能够对柴油机中不正常运行的缸位进行确定，但是对于故障原因，难以进行准确的分析。在实际应用当中，为了对一转内的角速度变化进行体现，因而需要采用高精度、高频率响应的瞬时转速测量仪器，相应的监测与故障诊断成本就会比较高。另外，在现场调试、现场安装的过程中，也都会面临着较大的难题。

（三）振动分析法

船舶柴油机在工作当中，会有一定的振动信号产生，利用振动信号能够实现对柴油机的状态监测与故障诊断[3]。在实际应用中，需要进行信息采集、信息分析处理、状态判断预报等操作。采用适当的传感器和放大器等，通过正确的测量方法、传感器和放大器质量与性能的匹配等，对信息进行准确、全面的采集。在柴油机动力学、运动学、结构、原理等方面知识的基础上，通过利用数据处理、信号分析等技术，对采集到的杂乱原始的数据信息进行处理，从而获取直接、敏感的特征参数。采用柴油机维修、运转、制造等方面的经验，基于柴油机失效机理、零部件故障的振动情况，对特征参数进行进一步的分析，实现状态监测与诊断，并对其未来可能的发展趋势进行预测。该技术在实际应用中，需要识别大量范围较广的频率，具有复杂、大量的运动件需要处理等，对于这些问题，在实际应用中都应加以重视。

（四）热力参数分析法

在船舶柴油机的运行当中，对于其工作状态监测和故障诊断来说，热力参数是一个十分重要的判断标准，具体包括了冷却水排放、进出水口温度、滑油温度、排气温度、气缸压力示功图等。在热力参数分析法当中，能够判船舶柴油机的性能情况。其中，示功图当中包含很多信息，据此能够对压缩压力、压力升高率、指示功等进行计算，从而对各缸功率平衡性、燃烧质量等进行监测。在描述船舶柴油机动力性能的过程中，示功图发挥着重要的意义和作用，因此在船舶柴油机监测当中，可对示功图进行良好的应用。在示功图的获取当中，可以利用直接或间接测录法加以实现[4]。其中，直接测录法主要是对缸内压力随曲轴转角变化的情况进行测量，经过整理计算对柴油机工作进程加以体现。间接测录法则是基于柴油机运行中的其它物理量，对缸内气体压力进行识别。这种方法应用在船舶柴油机监测与故障诊断当中，能够取得十分良好的效果。

三、结论

在当前的交通运输领域当中，航运是一个十分重要的部分，拥有着不可比拟的巨大运输量。作为航运当中的重要交通工具，船舶在运行当中，需要依靠柴油机提供动力。而柴油机在实际工作运行当中，由于各种因素的影响，因而容易发生一些故障。对此，应当采取有效的监测与故障诊断技术，确保船舶柴油机良好的运行状态。

参考文献：

柴油机常见故障诊断及排除 篇6

关键词：柴油机；水温；超负荷；漏油

中图分类号：U226.8+ 文献标识码： A 文章编号： 1674-0432（2014）-16-36-1

1 柴油机水温过高

1.1 故障现象

柴油机多数都是水冷系统，经过水的循环带走热量达到冷却的目的，一些单缸柴油机由于采用的是自流蒸发式冷却，水箱中的水沸腾是正常现象，不属于水温过高。但如果是循环式冷却的，水温表指针经常达100℃以上，这时也有“开锅”情况发生，就要注意水温过高而发生故障，应及时进行检修，查清故障原因，并及时排除。

1.2 故障原因

1.2.1水泵失去泵水作用 先要分析是不是水泵失去功能，特别是在北方，冬天气温较低，机车工作完后，冷却水没有放干净，泵体内有残留，晚上低温下会冻冰，致使水泵体中的叶轮和内壁之间结冰膨胀，导致叶轮无法运转，第二天，如果不能把这些冰融化，柴油机起动后，冷却水无法在管道内循环开来，热量带不走，水温很容易过高，而出现“开锅”现象。另外，固定叶轮的销钉折断或松脱，水泵轴转动而叶轮不动，水泵就停止泵水，冷却水不循环，导致水温过高。

1.2.2 冷却系统中水量不足 要检查水箱中的水是否过少，或者是冷却系统的管道是否有漏水的地方，或者管道长时间得不到清理，一些水垢或脏物很容易造成管道堵塞，而影响冷却水的正常循环流动，这些情况都会造成冷却水量不足，而使水温升高。

1.2.3 风扇运转故障 如果风扇的皮带老化变松，就会出现打滑及断落的情况，导致风扇转速下降，起不到风冷的作用，再有风扇叶片如果出現破损扭曲，都会使风扇工作不良，引起水温过高。

1.2.4 气缸与活塞配合间隙过小 气缸套与活塞之间的间隙过小，活塞环切口间隙过小及活塞连杆组安装不正，这些情况都会加大活塞组与气缸套间的摩擦，致使润滑不好，摩擦产热过多，导致水温升高，这种情况很容易产生粘缸情况，造成巨大损失。

1.2.5 节温器失灵 节温器起到调节循环的作用，如果节温器损坏或破裂，就会失去测温的作用，当水温高到70℃以上时，节温气也不能起作用，这时水阀得不到控制开启或是开得不够大，冷却水不能进入散热器进行大循环，水温很快就会升高到100℃以上。

1.2.6 供油时间过晚 柴油机是完全凭压力，压燃雾状柴油，有个供油时间问题，如果供油过晚，压力不到，柴油就不能充分燃烧，柴油机会过热，缸盖底面温度升高，导致水温过高。

1.3 检查判断

针对以上导致柴油机水温过高的原因分析，在出现水温过高情况时，可以根据以上几种情况进行分析判断，做针对性的检查，从水泵、冷却水、风扇、缸套与活塞配合间隙、节温器、供油时间等方面进行排除，找到产生高水温的原因所在，然后进行排除，或更换部件，或进行维修，根据故障产生的具体原因采取针对性的措施。

2 柴油机冒异烟故障分析

2.1 柴油机冒黑烟

冒黑烟是由于柴油雾化后没有燃烧便被排出缸体，这种情况的产生有三种情况。一是供油量过大，柴油机处于超负荷运转时常冒黑烟；二是喷油器的喷油压力低了，喷出的油雾化程度达不到燃烧的程度；三是供油时间过晚，发动机缸内温度过低，达不到燃烧点。

排除方法：负载运行过程中发现柴油机冒黑烟，就轻踏油门踏板，减少供油，使缸体内的柴油充分燃烧，控制油门供应，保持正常运转；如果喷油器压力过低，就对喷油器进行检查，看其是否能正常工作，如果出现问题，要及时更换，确保供油压力正常；如果供油过晚，要进行供应提前角调节，确保提前角在16°～19°之间的范围，确保供油时间准确到位。

2.2 柴油机冒白烟

柴油机冒白烟，是雾化的柴油没有充分燃烧就被排出缸体，冒白烟的主要原因有三种。一是喷油嘴故障，喷油压力低，雾化效果不好；二是油路中有大量空气，或是柴油中水分过多；三是供油时间过晚，与冒黑烟的原因是一样的。

排除方法：喷油压力低多数可能是喷油嘴出现故障，一般要进行更换新的，保证喷油压力；对油路进行检查，排净管路中的空气，在使用柴油时，要用正品柴油，避免用到含水的柴油；检查供应提前角，如果发现供油不到位，要进行调节，确保供油时间在合理范围之内。

2.3 柴油机冒蓝烟

正常柴油燃烧充分或不充分都不会产生蓝烟，蓝烟的产生主要是有机油燃烧，如果柴油机烧机油，一定要引起足够的重视，及时排除，避免造成更大损失，其主要原因有三种。一是活塞环对口相对了，没有错开，机油进入缸筒；二是空气滤清器中油盘油位过高，超过了环槽高度；三是导管与气门杆之间的间隙过大。

排除方法：如果活塞走对口了，要进行调整，使其开口错开一定的角度，一般是错开120°或180°，错口时要注意环口要离开活塞销孔和侧压力较大的方向；检查空气滤清器中油盘位，如果超过环槽，要把油位降下来，降到环槽高度以下；如果导管与气门杆之间间隙过大，要进行换件处理，保证间隙在合理的范围之内，一般为0.05毫米～0.12毫米。

柴油机特殊故障分析 篇7

(1) 运转无力, 不好启动和自行熄火

一台S1100型柴油机, 加大油门升不到额定转速, 自行熄火, 还不好启动。摇转曲轴, 听不到喷油嘴的喷油声, 认为是喷油嘴烧死了。经拆检, 喷油嘴完好, 高压油管出油量少, 又拆下油泵, 柱塞都完好。搬动油门手柄, 杠杆移动量小。卸下齿轮室盖, 发现调速拉簧老化伸长, 调速器齿轮上固定钢珠架的3个螺栓脱落了1个, 余下的2个也已松退出5mm, 推动调速滑盘外移和杠杆短臂端外移, 杠杆长臂端向里转, 带动柱塞向供油量小的方向转动1个角度, 导致供油量小, 达不到额定转速, 不好启动和自行熄灭。换了1个拉簧, 紧固3个螺栓, 故障即排除。另一台S1100型柴油机, 出现的情况与前一台基本相同, 经拆检, 却是主轴瓦从台肩处断了, 筒形部分在机体瓦孔内转动后, 向外蹿出一段, 推动齿轮滑盘、杠杆外移, 导致供油量变小。更换主轴瓦后, 故障即排除。

(2) 水堵的故障

一台新ZH1105型柴油机, 试车前加冷却水时, 油尺口处向外流油。经拆卸检查, 是缸盖上只有一个水堵, 缸盖罩内也未有脱落的水堵, 缸盖水堵孔处, 未有安装印痕, 是由1个半成品缸盖装机出厂的。重新装了1个水堵, 排除了故障。

(3) 挺柱磨透的故障

一台新中原—150型拖拉机的ZH1105柴油机, 工作320余个小时, 发动机出现冒烟, 功率不足, 经检查是排气门间隙过大, 调整气门间隙时, 把调整螺钉拧得外边无扣了, 间隙才正常, 抽出凸轮轴检查, 发现挺柱磨透了, 成了1个两头透气的圆筒, 更换挺柱后, 故障排除了。

(4) 连杆螺栓扭矩超常规

一台新中原—150型拖拉机, 工作30多个小时, 出现油底壳内有水, 拆卸连杆螺栓时, 扭力板手指针指到300N·m, 扭坏3个套管头都未能把连杆螺栓卸动, 没办法了, 只好把齿轮室盖卸下来, 抽出启动轴, 从启动轴里套孔中, 穿过1个扁铲冲打, 把连杆螺栓冲打松动后, 才卸下来。连杆螺栓规定扭力矩为9.8～11.8N·m, 而该发动机竟扭力如此之大, 不知生产厂家是用什么板手扭紧的。

(5) 摇臂太厚引发的故障

一台买后两个多月的S1100型柴油机, 不易启动, 功率不足, 找一位老师傅给检查原因, 调整气门间隙时, 发现排气门摇臂压撞气门弹簧座圈, 导致排气门关闭不严而漏气, 在砂轮上给摇臂磨修了一下, 装后就好启动了, 原来是摇臂厚引起的故障。

(6) 调速杠杆销钉脱落

一台S195柴油机, 新车试运转时, 着车半小时就自行熄灭了, 再也启动不着。经检查, 扳动油门手柄时, 调速杠杆不动, 卸下齿轮室盖发现, 是杠杆与轴连接处的销钉脱落了, 可能是组装时未装牢固, 经震动脱落, 装上销钉就好启动了。

(7) 劣质机油引起的启动反转

一台S1100型柴油机, 启动时常常反转, 机手提心吊胆。经检查, 供油时间对, 喷油嘴喷油压力不低, 柴油质量可以, 最后发现机油颜色较黑, 点燃试验极易着火, 燃后黑烟多, 为此判定是劣质机油。更换机油后, 经多次启动, 无反转现象了。劣质机油是小炼油厂用汽油和沥清配制的伪劣品。这种机油, 由于有汽油, 极易点燃。因早燃, 导致发动机启动时反转, 而且着车后发动机有敲缸声, 积炭多, 冒烟。此种机油在温度较高时稀而黑, 在温度较低时稠而黑。

2 别看只是小毛病, 它能引起大故障

(1) 一辆三轮车上装的S195柴油机, 不易启动, 功率不足, 冒烟。

曾更换了活塞环、缸筒、柱塞、喷油嘴、连杆和连杆瓦, 仍无济于事, 不能参加作业, 停车两个多月。最后调整气门间隙发现, 摇臂与气门杆头间有间隙, 而摇臂无活动量, 把调整螺钉退出两圈后才稍有活动量。将摇臂卸下来, 看到摇臂被弹簧座撞出凹坑, 卡瓣进入弹簧座较深, 弹簧座较另一个高。原来调整出的气门间隙是摇臂压弹簧座出来的间隙, 实际上气门并未关闭, 导致气缸内压力低, 不易启动, 功率不足。

(2) 进气胶管脱层, 功率严重下降

S195柴油机, 好启动, 低速运转正常, 加大油门时冒烟、功率不足, 空车低速能正常行走, 只要加大油门空车也跑不起来, 为此更换了柱塞、喷油嘴、出油阀仍不能排除故障, 修理五六天, 大拆了几次找不到原因。最后检查滤清器时, 发现进气胶管内胶布松脱60多mm, 但里边还连着, 更换新管后, 故障排除。分析以上现象, 发动机低速运转时, 进气气流小, 胶管内真空度低, 进气量还可够用;高速时, 进气气流大, 胶管内真空度高, 脱落的胶布在大的吸力下堵住了进气道, 进入的空气不够用, 混合气浓、冒烟、功率不足。

(3) 为啥高速就熄火, 关键原因在调速

一台S195柴油机, 检修时更换了调速齿套, 修后柴油机无高速, 甚而加油门时熄火。经测量, 新衬套较旧衬套长2mm, 导致齿轮、传动盘、轴承外移, 推动杠杆叉外移, 杠杆另一端拨动柱塞向减油方向转动, 导致无高速和熄火。一台S1100柴油机, 无高速, 功率不足, 有时自行熄火, 更换柱塞、喷油嘴后, 故障依旧。拆下齿轮室盖检查, 调速器架13个固定螺栓2个脱落, 未脱落的1个也已松动, 紧固螺栓后, 故障排除。

(4) 小珠大用途, 千万不能丢

一台S1100型柴油机, 更换喷油嘴时, 不慎把顶杆端头孔中的钢珠丢失, 装后启动着, 排气声音粗暴、冒烟、功率不足, 经检查发现故障原因后给装配了一个自行车飞轮上的钢珠, 即排除。

(5) 启动机为何启动不着, 只因曲轴箱油封漏气

一台东方红-60推土机, 启动机着不起来, 爆发一、二次?即熄火。为此更换了化油器、磁电机、火花塞, 仍是启动不着。又更换了活塞和环, 启动机仍未发动着。经进一步检查, 是飞轮侧油封坏后漏汽, 更换油封后, 只一次就启起动着了。该油封损坏后, 曲轴箱吸力小, 进入的混合气少, 驱气时, 混合气在此处外漏, 导致进入气缸的混合气少, 转速稍高时更少, 气缸压力变小, 而出现爆发一、二次即熄火。

(6) 水箱有油, 油底壳有水, 只因缸盖螺堵作祟

一台东方红-75拖拉机, 检修时更换了缸盖, 工作三、四个班后, 水箱内水面上浮一层机油, 而油底壳内还有水。拆后检查, 未找到原因。后经老师傅检查, 是缸盖工艺孔闷头螺堵松动, 发动机工作时压力机油流向水箱, 发动机不工作时, 由此处向曲轴箱渗漏水。从旧缸盖卸下一个螺堵换上, 经使用, 漏水漏油故障均排除。

(7) 功率不足又冒烟, 究其原因是关“键”

一台东方红-75拖拉机耕地作业时出现冒烟、功率不足、不易启动, 调整供油时间后一切正常了, 但工作不到1个小时, 又拉不动犁了。经调整供油时间 (把油泵驱动齿轮向前移了3个齿) , 发动机工作了不到2个小时, 义重复出现以上故障, 再把油泵卸下来, 把花键套管卸下来, 发现花键套管与凸轮轴间的连接月牙键被剪切断。配制了1个键, 将定时齿轮室齿轮对准, 装后调整好供油时间。经过1个秋季的使用, 发动机工作正常。

(8) 撞坏缸盖、活塞和缸筒, 不怪气门只因键磨损路庄

1台290柴油机, 10天发生2次排气门脱落, 撞坏1个缸盖、2个活塞、2个缸筒、2个气门, 不敢再装配使用。仔细查原因是排气门关闭晚引起气门脱落, 拆下齿轮室盖检查配气齿轮时, 齿轮在轴上旷动, 拆下齿轮发现, 键磨损严重 (磨场1.5mm) , 凸轮轴键槽口处也磨损, 配键后装复, 经两个多月的使用, 掉气门故障排除。

(9) 猛轰油门为何烧了瓦

秤村一台S1100型柴油机, 停车时猛轰了几次油门, 第二天启动着预热时, 柴油机冒了一阵烟熄火了, 再摇曲轴时, 转不动。经拆卸检查连杆瓦烧了, 抽出活塞连杆, 摇转曲轴, 机油泵不供油, 拆开机油泵, 是机油泵轴与内转子的连接销剪切断了引起的油泵不供油而烧瓦。

(10) 键槽磨损, 联轴节窜动, 液压为零

一台由东方红-75拖拉机改装的推土机, 落下铲, 突然发现压力表指针回到零位置, 随即停车, 卸下油底壳, 摇转衄轴时, 驱动轴转动花键轴不转, 是花键联轴节靠向一端, 卸下机油泵和传动轴检查, 发现是因轴与联轴节的键槽磨损, 而使联轴节窜向一端, 又因此件供应暂时困难, 故决定在联轴节工作位置的轴端头处的任一个键槽, 用电焊点焊一个疙瘩挡住联轴节即可使用, 等买到轴和联轴节再更换。用此法修复后, 已使用一年多, 再未出现联轴节窜动。

(11) 检修丢零件, 无病也添病八寨村

一台东方红-28拖拉机, 检修时拆开磁电机加油, 因对构造不熟悉, 丢掉高压触点炭棒和弹簧, 装后磁电机无电, 摇不着车, 整个麦收季节不是停在坡上推着就是找车拖着。停车时间短时不敢熄火, 后来, 找到故障原因, 用于电池炭芯磨了一段炭棒, 又配一个小弹簧装上, 磁电机有电了。

(12) 柴油机为何发“高烧”, 只因堵住了润滑油道

柴油机“游车”故障排查 篇8

1. 故障现象

(1) 柴油机功率不足, 转速有规律地忽快忽慢。

(2) 柴油机运转乏力, 加油门时转速提不高。

2. 故障原因

(1) 调速器方面

(1) 调速器飞锤销及销孔或飞球座磨损松旷、调速器至油泵调节扇齿或拨叉的各连接点磨损松旷、油量控制齿杆或拉杆在松旷量的范围内左右往复移动, 使各气缸的供油量发生周期性变化, 因而导致“游车”。

(2) 调速弹簧变形或折断。

(3) 调速器润滑不良, 调速器机件阻滞会影响调速器的自动调速功能, 造成供油量忽大忽小周期性变化, 导致发动机“游车”。

(2) 喷油泵喷油器方面

(1) 各气缸供油量不均匀。喷油泵在试验台调试时, 由于调试技术等因素的影响, 使调试后的喷油泵喷入各缸内的油量不均匀度过大。长期使用后, 油泵驱动联轴节松旷或间隙过大, 驱动齿轮磨损、侧隙增大, 也会影响各缸供油均匀度。

(2) 供油量调节齿杆卡滞运动不灵活、阻塞, 破坏了调节器作用的正常发挥, 致使泵油量忽多忽少, 影响发动机工作的平稳。

(3) 滑动盘轴套阻滞、柱塞安装不良, 造成了调节齿杆不能游动自如。

(4) 喷油泵凸轮轴轴向间隙过大 (以全速式调速器为例) , 调速器推力锥盘在喷油泵凸轮轴后端。凸轮轴轴向间隙过大时, 凸轮轴发生轴向窜动, 推力锥盘也随之窜动, 同时带动油量调节拉杆往复移动, 使供油量时多时少, 引起发动机“游车”。

(5) 拉杆拨叉螺钉松动, 拨叉与调节臂间隙过大。当发动机转速改变时, 飞锤离心推力必须逐一消除各间隙, 才能拉动供油量调节齿条 (或拨叉) 增、减供油量, 使调速器作用滞后。

(6) 调节齿杆与扇形齿轮间隙过大, 或齿杆的拉杆销子松旷。

(7) 喷油器个别气缸的喷油器针阀烧结、喷油孔滴漏。

3. 故障分析、检查与排除

柴油机转速的高低与喷油泵的供油量大小紧密相关。供油量多, 转速就快;反之, 供油量少, 转速就慢。因此, 所有导致柴油机供油量变化不定的因素, 都有可能造成柴油机“游车”, 而不能正常工作。多缸柴油机由于受自身压燃、调速等方面工作特点的制约, 各气缸内油气燃烧的状况不可能完全一致, 事实上已经造成了柴油机转速的不均匀。特别在经过较长一段使用时间后, 由于磨损、内阻力等各种原因的出现, 又进一步强化了这种转速不稳、功率不足的现象。

(1) 首先拆开喷油泵, 扳动油量调节齿杆, 如果不能前后推动, 可能是喷油泵调节齿杆与油泵隔板孔, 或调速器活动套筒, 或杠杆等处有卡滞;或由于齿杆自身变形、锈蚀阻卡;或被异物卡住。

如果齿杆虽有一定活动余地, 但明显感到有阻塞, 这时应将齿杆与调速器拉杆拆开。若齿杆滑动自如, 说明阻力在调速器内部, 应详细检查其滑套是否有阻卡, 各连接部位是否过紧, 润滑油是否太脏等;如果齿杆与调速器拉杆在拆开后, 仍只能在很小的范围内活动, 则说明阻力在调速器以外。这时, 应检查喷油泵柱塞是否有卡滞, 柱塞调节臂或扇形小齿轮是否变形或松动, 柱塞安装有无不良, 柱塞的固定螺钉是否松动等, 而导致齿杆不能灵活运动。

另外, 还要注意检查喷油泵凸轮轴的轴向间隙是否过大。因为轴向间隙过大, 会造成凸轮轴和推力盘沿轴向窜动, 从而促使油量调节齿杆不断有规律性地往复移动, 使供油量时多时少, 柴油机转速忽高忽低。

(2) 若拆开喷油泵, 拉动油量调节齿杆自如, 那么, “游车”现象多系调速器各连接部位松旷, 机件磨损间隙过大造成。对磨损严重的机件, 应及时修复或更换。

柴油机故障三例 篇9

1台日立挖掘机装用三菱S6D105型柴油机。该机在铲斗重载或上坡时,柴油机就会出现动力不足、温度升高,且排气有“突突”响声。

经检查,柴油机各个汽缸压缩压力均正常,燃油油路无异常,冷却水充足,但加大油门时水散热器加水口有“翻水”现象。拆检汽缸盖时,发现汽缸垫局部有未被压紧的痕迹,再仔细检查,确认汽缸盖螺栓拧紧力矩不均匀,说明该故障的原因与汽缸工作不良有关。更换新的汽缸垫并按规定力矩和拧紧顺序紧固汽缸盖螺栓后试机,故障消失。

分析为,汽缸垫局部未压紧,必然导致汽缸与汽缸之间,以及汽缸与水道之间出现漏气现象。挖掘机在平坦道路上空载行驶时,油门开度较小,汽缸内的进气量较少;在无负荷情况下加大油门时,柴油机转速提高,空气来不及充满汽缸,故进气量也较少。在这种运行状态下,进入汽缸的气体密度不大,混合气燃烧时压力也不大,汽缸垫不易出现漏气。

柴油机在大负荷下工作时,由于油门全开,且低转速运转,此时进气通道截面增大,空气有充分的时间进入汽缸,故进入汽缸中的气体密度增大,混合气燃烧时压力也随之增大。此时若汽缸垫未压紧,就会使汽缸中的气体向外渗漏,使个别汽缸工作不正常,造成柴油机动力下降、温度升高,并使排气管产生“突、突”响声。当高压气体漏入水道时,水散热器加水口就会出现“翻水”及冒气泡现象。

2. 转速失控

1台大宇挖掘机装用的是康明斯6BT型柴油机。该机在作业过程中加速踏板未动,柴油机转速却突然增加,排气管冒出蓝黑色浓烟。将点火开关转至OFF挡,柴油机转速仍居高不下,判断此柴油机转速已经失控,即“飞车”。驾驶员随即采取挂高速挡、踩制动踏板,缓放离合器踏板等措施,使柴油机强制熄火。

柴油机转速失控的原因有:VE分配式喷油泵调速器卡滞或电磁阀失效;大量额外的燃油进入燃烧室;涡轮增压器油封损坏,导致机油进入燃烧室;加速踏板至喷油泵之间联动拉杆损坏,回位弹簧脱落,使喷油泵失去减速回位作用;喷油器控制套或柱塞卡死。

先将VE分配式喷油泵拆下解体检查,未发现问题。将喷油泵装复后在喷油泵试验台上检测,一切正常。

分析认为,通常柴油机“飞车”时,排气管只冒黑烟。而该柴油机除了冒黑烟外,还有大量的蓝烟冒出,显然有烧机油迹象。经外观检查,发现涡轮增压器处有机油漏出。将进气管拆下,发现进气管内壁附着机油。拆检废气涡轮增压器后发现压气机端的油封与槽严重磨损。由于暂时无配件更换,故将1个新的废气涡轮增压器总成装到柴油机上,同时将进气管内壁的机油进行彻底清除后再度试机,故障消失。

因为废气涡轮增压器所需的机油来自柴油机的主油道,并通过细滤器再次滤清后,进入废气涡轮增压器的中间壳,经其下部出油口流回油底壳。为了防止机油窜入涡轮和压气机叶轮,在转子轴两端安装了油封。当涡轮增压器油封与槽严重磨损后,机油便从压气机端大量漏出。漏出的机油通过进气管进入柴油机各汽缸参与燃烧,造成柴油机转速失控且排气管冒出蓝黑色浓烟。

3. 烧机油

1台上海W-100型挖掘机的柴油机出现严重烧机油现象,据操作手介绍,2个台班共加机油15 kg。

由于该机不久前大修时更换过汽缸套和活塞环,活塞环对口和折断的可能性不大,但从排烟的颜色和气味判断确实存在烧机油现象。为此拆下Ⅰ、Ⅱ缸缸盖,发现Ⅰ缸活塞顶部有机油燃烧过的炭黑(Ⅱ缸没有),且Ⅰ缸进气管有油浸现象,由此判断机油来自进气系统,其余各缸没有再做检查。

该柴油机装有活塞式气泵,其机油来自主机油道,在润滑气泵的曲柄连杆、汽缸套、活塞等部件后流回主机油底壳;其进气系统也与主机进气道相连。

柴油机故障诊断新方法 篇10

利用柴油机在工作时产生的振动信号, 经测试、数据分析及处理对内部零部件的状态进行诊排。其方法具有诊断速度快、准确率高和能够实现在线诊断的特点。

2. 铁谱和光谱监测技术。

在故障诊断中, 检测润滑油中铁的含量可以间接判定金属部件的磨损。铁谱和光谱在其监测功能上有各自的优势和不足, 这是因为柴油机运动件含有多种材料的摩擦副, 而每一对摩擦副又会出现各种不同的磨损状态。光谱可以准确地测定润滑油中磨损元素的含量, 但不能了解其存在的形状, 而且其监测灵敏度又受到磨粒本身粒度的影响, 因此无法判断磨损的类型。铁谱可以直观地了解磨粒的形状、大小和成份等重要的磨损信息, 但对有色金属就不具有与铁系磨粒相同的灵敏度, 而且分辨能力不如光谱分析仪。所以联合采用铁谱及光谱技术, 获得了取长补短的效果。但铁谱及光谱分析法无法确定有问题的缸位, 不易实现实时监测;油液分析的结果只是定性地描述, 存在一定的随机性。

3. 基于灰色系统理论的故障诊断方法。

灰色系统理论以其新颖的思路和广泛的适用性在理论及工程界引起广泛关注并迅速在许多领域获得广泛应用。灰色理论用于柴油机故障诊断的原理, 是把柴油机系统看成是一个复杂的灰色系统, 利用存在的已知信息去推知含有故障模式的不可知信息的特性、状态和发展趋势, 并对未来的发展作出预测和决策, 其过程即是一个灰色过程的白化过程。灰色理论在故障诊断中的应用包括灰色系统建模、并联度分析、灰色模型预测等。利用灰色系统可以实现故障的预测, 准确率高, 计算量小、易于实现微机控制。

4. 神经网络诊断法。神经网络在柴油机故障诊断中的应用主要有:

1) 神经网络直接用于故障诊断。通过选择关键参数作为网络的输入层, 故障类型在输出层给出。BP神经网络由于具有较强的非线性映射能力而被广泛应用于故障诊断领域。它通过对故障实例的训练和学习, 用分布在神经网络中的连接权值来表达故障, 具有对故障的联想记忆、模式匹配和相似归纳的能力, 可以实现故障和征兆间的复杂的非线性映射关系。但是, 基本BP算法存在着局部极值和收敛速度慢等缺点。在神经网络中引入模拟退火法和遗传算法, 可以有效地解决局部极值, 提高算法的收敛速度。

2) 自适应神经网络模式识别。传统模式识别过程在特征提取上具有很大的盲目性, 效率低。而自适应神经网络利用神经网络分布式信息存储和并行处理, 避开了模式识别中建模和特征提取的麻烦, 从而消除了模式不符和特征提取不当所带来的影响, 使故障状态易于识别。

3) 模糊神经网络在故障诊断中的应用。由于柴油机状态信号传播路径复杂、故障与特征参数的映射关系模糊, 再加上边界条件的不确定性、运行工况的多变性, 使故障征兆和故障原因之间难以建立准确的对应关系。模糊神经网络应用模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理来模拟人的模糊思维方法, 采用多层前向网络结构, 结合人们的先验知识进行模糊推理, 使之具有准确的非线性拟合和学习能力。由于权值初始化可根据先验知识人为选择, 因此, 网络的学习速度大大加快, 并在一定程度上回避了梯度下降法存在的局部极值问题。

4) 神经网络与专家系统相结合。主要有两种策略:一是将专家系统构成神经网络, 把专家系统的基于符号的推理变成基于数值运算的推理, 以提高专家系统的执行效率:二是将神经网络视为一类知识源的表达和处理模型, 与其他知识表达模型一起去表达专家的知识。实践证明, 神经网络和专家系统结合, 互补长短, 克服了神经网络存在的诊断推理不清楚、诊断解释机制不强等缺陷, 达到一种较完美的组合。此外, 粗糙集理论方法用于刻划不完整数据的表达、学习和归纳十分有效。它能有效地分析和处理不精确、不完整、不一致等不完备性, 发现数据间隐藏的关系, 从而提取有用信息, 简化信息的处理。用粗糙集理论优化条件属性和决策属性, 再用神经网络对属性进行聚类分析, 可以减少神经网络的输入节点数, 提高效率。

5) 专家系统的智能化。专家系统其核心主要包括以下几部分:知识库、知识获取部分、推理和解释部分。在知识表达方面, 利用产生式规则进行知识表达, 一方面得益于现有人工智能语言;另一方面是它的表达合乎人的心理逻辑, 便于获取, 利于人们接受。利用框架进行知识表达得到了越来越多的应用, 这主要得益于以C语言为代表的面向对象的编程技术的兴起及普及, C语言对面向对象的数据结构极为支持, 而框架正是一种面向对象的数据结构。