制約柴油機故障診斷因素及發(fā)展趨勢

制約柴油機故障診斷因素及發(fā)展趨勢

一、柴油機故障診斷技術(shù)發(fā)展的主要制約因素 

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展及自動化程度的提高，柴油機故障診斷技術(shù)也正發(fā)生著重大的變化，但是依然有眾多因素制約著柴油機故障診斷技術(shù)的進一步發(fā)展。

(1)柴油機自身的結(jié)構(gòu)：自柴油機問世的一百多年來，就以它復雜的結(jié)構(gòu)而著稱，隨著高速、強載發(fā)動機的進一步緊湊化，傳感器安裝布置不易造成了信號測試上的困難；

(2)測試方法和測試設備：尤其在現(xiàn)場應用中，柴油機有效狀態(tài)信息的獲取面臨著極大的困難，如上止點信息，傳感器性能或者不能滿足測試環(huán)境要求、或者價格昂貴，如氣缸壓力傳感器；

(3)故障機理和故障特征：柴油機激勵源眾多，傳遞路徑復雜，系統(tǒng)故障既有縱向性，也有橫向性，且柴油機各類故障所對應的振動頻率無論從理論上還是在實踐中都較難準確地確定。另外由于柴油機型號眾多，結(jié)構(gòu)存在差異，導致故障特征的共性較差。

(4)故障診斷方法：目前柴油機的故障診斷方法很多，比較凌亂，還不存在一種較為通用性的方法。這也是制約柴油機故障診斷技術(shù)發(fā)展的主要因素。

此外，外界環(huán)境的影響也是不可忽略的制約因素。

二、柴油機故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢

柴油機故障診斷技術(shù)與當代前沿科學的融合是柴油機故障診斷方法研究的方向。柴油機系統(tǒng)的復雜性、多樣性和非線性，決定了其故障診斷的困難性。研究表明，柴油機振動信號是由一系列頻率、幅值差別較大的瞬態(tài)響應所構(gòu)成，成分復雜，其實質(zhì)是柴油機在非平穩(wěn)變工況運行時產(chǎn)生的非平穩(wěn)信號。因此，非平穩(wěn)信號分析方法和非線性理論的探索是柴油機乃至整個機械設備故障診斷領(lǐng)域今后研究的重點。

隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展，柴油機工作狀態(tài)的智能監(jiān)測與故障的智能診斷，將成為其故障診斷技術(shù)發(fā)展的又一大趨勢。智能化是指開發(fā)診斷型專家系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)處理、分析、狀態(tài)識別與故障診斷自動完成，以減輕診斷的工作量，并提高診斷速度及正確性。在故障診斷專家系統(tǒng)的建立上，要深入故障形成機理的研究，豐富系統(tǒng)的知識庫，解決專家系統(tǒng)的所謂“瓶頸問題”。同時將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡方法應用于故障診斷的專家系統(tǒng)中，使之具有一定的智能，具有自組織、自學習、聯(lián)想的功能，從而使診斷系統(tǒng)自我完善、自我發(fā)展，另外，診斷系統(tǒng)將由集中式向分布式發(fā)展，系統(tǒng)的硬件生產(chǎn)標準化、軟件設計規(guī)范化、模塊化，這有利于縮短系統(tǒng)的開發(fā)周期，提高系統(tǒng)的可靠性。

近二十年來，我國機械設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)經(jīng)歷了從離線系統(tǒng)到在線系統(tǒng)、從事后維修、及定期維修到預防維修，從人工診斷系統(tǒng)到智能診斷系統(tǒng)的發(fā)展過程。許多科研單位和大專院校已經(jīng)陸續(xù)開發(fā)研制了數(shù)十套在線式狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)。然而，這些系統(tǒng)大都采用平穩(wěn)信號分析技術(shù)，而對于柴油機復雜多變的非平穩(wěn)信號缺乏有效的分析手段，因此，新一代故障診斷系統(tǒng)(包括軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng))的研制，也是柴油機故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。

網(wǎng)絡化也是柴油機故障診斷技術(shù)的發(fā)展方向，隨著計算機網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展及通訊技術(shù)的進步，利用各種通訊手段將多個故障診斷系統(tǒng)聯(lián)系起來，實現(xiàn)資源共享，可提高診斷的質(zhì)量和精度。將故障診斷系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)合起來形成網(wǎng)絡或利用現(xiàn)場總線技術(shù)，有利于對機組的管理，減少設備投資，提高設備利用率，必要時可與企業(yè)的MIS系統(tǒng)相聯(lián)接，促進企業(yè)管理的一體化，規(guī)范化。

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