关键词：船舶；柴油机；磨损；诊断
1导言
船舶运行环境特殊，柴油机作为维持其运行的主要动力设备，在受到各项因素的影响后，很容易出现运行故障，无法满足船舶运行要求。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。
2航标船舶柴油机的概述
2.1柴油机的基本概念
对于柴油机来说，它是船舶柴油发电机组的“心脏”。同时，柴油机也是整个发电机组最为复杂、精密，制造技术以及制造工艺要求最高的部件。根据不同的特征，可以将柴油机进行不同的分类：首先，根据转速的不同，可以将柴油机分为高速以及中速、低速三种类型。根据燃烧室形式的不同，可以将柴油机分为直接喷射式柴油机以及涡流室式柴油机、预燃室式柴油机；其次，根据气体压力的不同，可以将柴油机分为单作用式以及双作用式、对置活塞式等类型。另外，根据柴油机用途的不同，可以将其分为船用以及工程机械柴油机；此外，根据柴油机气缸直径的不同，可以将其分为190、150、135（mm）等类型的柴油机。
2.2柴油机工作原理
对于柴油机来说，它属于内燃机的一种，因而其在工作原理方面跟内燃机的压燃机有着很大的相似性。对于内燃机的工作原理来说，它本身有着较强的规律，其工作过程中要将燃料以及空气源源不断的送入到气缸中，之后这些物质将会在气缸内着火燃烧，燃烧的同时也会放出大量的热能。燃气在吸收到大量的热量之后，将会产生一个高温以及高压的环境。这样一来，就可以推动活塞作功进而可以将热能进一步转化为机械能，带动船舶的运作。
3船舶柴油机故障诊断分析
3.1故障诊断分析
对于船舶运行情况来看，柴油机故障发生概率比较大，在分析故障原因时，需要基于其结构复杂性，以及运行环境特殊性对各项因素进行综合分析，提高故障诊断结果准确性。船舶柴油机运动部件多、结构复杂度高，故障诊断技术难度大，需要在传统诊断技术上进行更新，积极应用新型技术与理念，准确诊断各类故障，为故障解决提供依据。船舶柴油机故障诊断，需要根据不同故障表现形式，掌握故障产生机理，从物理、化学等方面着手，根据振动、油耗、噪声、形变、磨损、气味等表现特征进行综合分析，选取适当故障特征参数，完成故障诊断。
图1 船机故障诊断的基本流程
3.2故障诊断流程
3.2.1收集状态信号
故障诊断时首先要对船舶柴油机状态信号进行有效收集，其作为故障特征信息载体，可以为诊断作业提供有效依据。一般可以应用相关传感器或辅助测试仪器对运行状态的船舶柴油机状态信号进行收集，包括噪声信号、振动信号、转速信号、压力信号以及温度信号等。
3.2.2信息选择提取
对于已经收集到的所有状态信息，进行分类和处理，然后从中确定柴油机故障表现最为密切的特征信息。并对所有特征信息值进行检验，掌握其变化规律，确定设备实际运行状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是就以往诊断经验来看，收集到的状态信号，受外部因素干扰较大，存在大量的干扰信号在其中，无法对特征信息进行有效选择和提取，是影响柴油机故障诊断效率的关键因素。
3.2.3故障分析诊断
经过对有效状态信息的提取与选择，通过专业判断后确定柴油机运行状态是否存在异常，同时利用此数据和其他补充测试辅助信息来确定故障原因和部位。基于船舶柴油机结构的复杂性，故障发生部位可能为子系统、零件或者部件等，需要通过对所得特征信息与故障源可能会对系统性能指标造成影响的程度进行评估，综合分析判断故障等级。现在所应用的故障诊断方法，就是通过对所得状态特征信息与标准值的对比，判断故障部位与程度，实现各部位状态识别。
4航标船舶故障诊断的方法
4.1观察法
对于一些使用、生产较早的主机来说，其设备没有相应的检测报警系统，因而技术人员可以应用观察法对柴油机主机的各项工作性能进行相应的诊断与监控。比如说柴油机在正常状态下排烟的颜色为浅灰色，日常工作中一旦发现烟味黑烟，那么就说明喷油器可能存在着雾化不良等问题。
4.2瞬时转速故障诊断技术
柴油机在正常运行中会受到瞬时转速的影响，但是这个数据波动的范围不大，当柴油机缸体内出现故障时，瞬时转速就会受到波及而停止运行，因此在实际故障诊断技术应用中通过瞬时转速的监测就能将柴油机内的故障点以及故障的出现规律监测出来，通过这项技术能够对柴油机运行的状态进行专门的监督。在实际系统的运行监测中，通过缸体内的瞬时转速监测能够有效地分析出整体的柴油机动力系统支撑状况。瞬时转速的运行中受到缸体峰值的波动影响，因此要想在实际数据的监测中掌握好专门的故障诊断技术就要加强对缸体峰值的波动现状了解。缸体峰值在其实际波动监测中能够按照柴油机实际的运行状况进行瞬时转速的统计和分析，在其数据分析中可以看出各个缸体内的瞬时转速与柴油机运行状态的对比现状。
4.3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。事实上压力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。
4.4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。
结束语
综上所述，随着经济全球化形式的推进，在现代化经济发展中船舶航行是一项重要的经济运输枢纽，船舶在其航行过程中需借助柴油机作为动力来源，因此对柴油机的维护与处理将直接关系到船舶航行的动力支撑状况。因而，要对柴油机常见的故障进行预防，同时还要采取针对性措施解决相应的问题。这样一来，才能确保柴油机有一个良好的工作状态，促进我国航海工业的不断发展。
参考文献；
[1]王坚.船舶柴油机监测与故障诊断技术研究[J].内燃机与配件,2018(01):152-153.
[2]李穗辉.航标船舶柴油机的常见故障及维护注意事项[J].珠江水运,2017(23):60-61.
[3]周峰,宋育强,汪玮,梁振臣.关于船舶柴油机故障数据库的设计与实现[J].现代制造技术与装备,2016(10):94-95.
[4]林汉松.船舶柴油机故障诊断技术探究[J].科技创新与应用,2017(20):161-162.
论文作者:李超,李扬
论文发表刊物:《科技中国》2018年2期
论文发表时间:2018/7/18
标签：柴油机论文; 船舶论文; 故障论文; 故障诊断论文; 转速论文; 状态论文; 磨损论文; 《科技中国》2018年2期论文;