河北東光縣科技局 馬鴻雁

引言

柴油機(jī)在很多領(lǐng)域都有著非常重要的應(yīng)用，因此其良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對(duì)機(jī)械正常的工作有著重要的作用，所以為了更好地確保柴油機(jī)的正常工作，很多針對(duì)柴油機(jī)故障原因及修復(fù)措施的研究已經(jīng)初具效果。因此，本文通過(guò)簡(jiǎn)要分析目前幾種常用的柴油機(jī)故障診斷技術(shù)，進(jìn)而論述了柴油機(jī)故障診斷的難點(diǎn)以及診斷技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向。

1 柴油機(jī)故障診斷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 時(shí)頻特征提取法

柴油機(jī)在工作的過(guò)程中是進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，其往復(fù)運(yùn)動(dòng)會(huì)具有一定的頻率。如果柴油機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率出現(xiàn)不規(guī)律性，那么有可能是柴油機(jī)發(fā)生了故障。因此，柴油機(jī)故障診斷技術(shù)中時(shí)頻特征提取法就是根據(jù)柴油機(jī)的往復(fù)運(yùn)用特性產(chǎn)生的，目前柴油機(jī)時(shí)頻特征提取法的內(nèi)容主要分為以下幾類(lèi)：第一，時(shí)域分析法，在柴油機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)，這些振動(dòng)信號(hào)會(huì)有一些時(shí)域特征，包括：均值、峰值、脈沖因子等，這些時(shí)域特征能夠比較容易地獲得和提取，因此可以將其作為柴油機(jī)故障的診斷方法；第二，頻域分析法，上述是利用時(shí)域的方法進(jìn)行柴油機(jī)故障的診斷和分析，但是時(shí)域和頻域之間可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此就產(chǎn)生了基于頻域的柴油機(jī)故障診斷技術(shù)；第三，現(xiàn)代時(shí)頻分析法，傳統(tǒng)的時(shí)頻分析法無(wú)法排除掉一些干擾的震源，因此不能夠正確地反映柴油機(jī)的故障范圍，所以現(xiàn)代時(shí)頻分析法對(duì)一些干擾源進(jìn)行了排除，能夠較為準(zhǔn)確地判斷出柴油機(jī)的故障來(lái)源。

1.2 瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)診斷法

柴油機(jī)在正常的工作狀態(tài)下，其曲軸的轉(zhuǎn)速具有一定的穩(wěn)定性，雖然轉(zhuǎn)速不是一成不變的，但是在誤差允許的范圍內(nèi)進(jìn)行波動(dòng)。如果出現(xiàn)故障，柴油機(jī)就會(huì)進(jìn)入不平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而其轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速會(huì)出現(xiàn)范圍較大的波動(dòng)，所以我們可以根據(jù)柴油機(jī)的這一特點(diǎn)，然后使用瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)診斷法，去診斷柴油機(jī)的故障源。然而這種方法還存在一定的不足：第一，影響柴油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速的原因有很多，雖然瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)診斷法可以判定柴油機(jī)出現(xiàn)故障，但是無(wú)法精確找到故障出現(xiàn)的位置；第二，由于是對(duì)柴油機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速進(jìn)行分析，因此要求診斷設(shè)備能夠快速抓取柴油機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，這就對(duì)設(shè)備提出了很高的要求，設(shè)備的價(jià)格比較昂貴，增加了柴油機(jī)故障診斷的成本。

1.3 鐵譜和光譜技術(shù)的柴油機(jī)故障診斷法

柴油機(jī)在工作的過(guò)程中，很多部件會(huì)直接接觸從而產(chǎn)生摩擦，為了更好地保護(hù)柴油機(jī)的部件，延長(zhǎng)其使用壽命，一般會(huì)在柴油機(jī)的部分部件中加入潤(rùn)滑劑，因此我們可以根據(jù)潤(rùn)滑劑中鐵的含量來(lái)進(jìn)行分析和判斷。這就是鐵譜和光譜柴油機(jī)故障診斷法的原理，然而鐵譜和光譜分析法各有優(yōu)勢(shì)：鐵譜能夠根據(jù)潤(rùn)滑劑中顆粒的大小、數(shù)量和相關(guān)成分進(jìn)行快速的分析，但是對(duì)于一些有色金屬等則缺少一定的靈敏度；然而，光譜可以對(duì)潤(rùn)滑劑的成分進(jìn)行一定的分析，但是這些成分來(lái)源于柴油機(jī)的哪個(gè)部分，其存在狀態(tài)是什么則無(wú)法像鐵譜分析那樣直觀。所以，在實(shí)際的應(yīng)用中，一般是將鐵譜和光譜的分析法結(jié)合在一起，從而能夠更加快速地判斷故障的原因。

1.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模擬人類(lèi)大腦分析問(wèn)題，從而對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行診斷的方式，其主要的應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，將柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中正常的參數(shù)傳入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，然后利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)的模式對(duì)其不斷地進(jìn)行訓(xùn)練，從而當(dāng)輸入的參數(shù)不正確時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠快速地分析故障的原因；第二，可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的一些特征進(jìn)行提取，從而運(yùn)用其學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力對(duì)這些特征進(jìn)行分析，判斷柴油機(jī)是否處于正常的工作狀態(tài)。

2 小結(jié)

柴油機(jī)在很多領(lǐng)域是機(jī)械動(dòng)力的主要來(lái)源，因此柴油機(jī)的故障分析和解決技術(shù)非常重要，是柴油機(jī)正常工作的保障。本文分析了幾種較為常用的柴油機(jī)故障診斷技術(shù)及其主要的使用場(chǎng)景。目前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，針對(duì)柴油機(jī)故障的診斷技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和出現(xiàn)，相信柴油機(jī)故障診斷技術(shù)會(huì)更加成熟，從而能夠更好地確保柴油機(jī)的正常工作。

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