毕业论文—6300型柴油机 文献综述.pdf

大学本科毕业设计 论文 文献综述 1 文献综述文献综述 一一 言前言前 内燃机的出现和发明可以追溯到 1860 年 来诺伊尔 J J E Lenoir 1822 1900 首先发明了 一种大气压力式内燃机 煤气和空气在活塞上的上半个行程被吸入气缸 然后被火花点燃 后半 个行程为膨胀行程 燃烧的煤气推动活塞下行膨胀做功 活塞上行时开始排气行程 1 大量研究成果表明 柴油机是目前被产业化应用的各种动力机械中热效率最高 能量利用率最 好 最节能的机型 柴油机被广泛应用于船舶动力 发电 灌溉 车辆动力等广阔的领域 尤其 在车用动力方面的优势最为明显 全球车用动力 柴油化 趋势业已形成 2 6300 型柴油机转速比 较低 功率较大 主要运用于船舶 坦克 拖拉机等机械设备上 二二 柴油机 柴油机异常异常现象 故障的分析现象 故障的分析 6300 柴油机排气 柴油机排气 出水出水温度异常现象及原因温度异常现象及原因 1 故障现象 6300 柴油机组在运行过程中 排气管烟色正常冷却水和润滑油的指示量均正常的情况下 其 中某个气缸上的排气温度和气缸盖出水温度比其他气缸上的高出许多 2 1 排气温度异常原因 该汽缸盖热电偶损坏 造成数据失真 油泵供油量偏大 进气门间隙调整不当 如气门间隙过小 造成排气门关闭过迟 导致排气不彻底 过多的 废气残留在气缸 占据了有效空间 阻碍了更多新鲜空气进入气缸参与燃烧 致使然骚不充分 气门间隙过大 造成气门开启过迟 导致进气不充分 由于缺乏足够的新鲜空气参与燃烧使该气 缸燃烧不充分 未能充分燃烧的燃油随排气门的打开进入排气支管中 在高温条件下继续燃烧 从而造成排气温度过热 供油提前角 供油时间滞后 调整不当 造成柴油机负荷增加且工作粗暴 排气温度升高 由于气缸燃烧不良 造成排气出现积碳 浊烧等现象 致使排气门关闭不严 导致气缸燃烧 过程中高温高压燃气未能完成做功减压 而经排气门进入排气支管 造成排气门温度较高 另外 燃烧室内过多积碳 也降低了气缸的热传导效率 影响了冷却效果 气缸喷油工作不良 雾化效果差 造成燃油在气缸未能充分燃烧 未能充分燃烧的燃油经 排气门排出后在高温条件下继续燃烧 导致排气温度升高 该气缸盖示功阀关闭不严 导致气缸压缩比降低 在同样供油量情况下 出现燃油未能充 分燃烧现象 2 2 出水温异常的原因 大学本科毕业设计 论文 文献综述 2 1 水垢过多或者其它杂物堵塞气缸盖冷却水套等原因 造成该气缸冷却不良 出水温度较高 2 气缸燃烧情况较差 造成气缸热负荷高 导致气缸冷却不良 3 柴油机 柴油机的故障诊断的故障诊断 6300 型的柴油机多用于船舶的动力装置中 是船舶装置中重要的机械设备 由于柴油机的结 构复杂 工作条件恶劣 发生故障的可能性极大 一旦发生故障 会影响整个船舶动力装置的工作 及时发现 诊断故障并采取有效的措施 可增加柴油机工作时的安全性和可靠性 降低柴油机维修 费用 减少由此带来的损失 防止突发事故 具有重大的现实意义 4 对于船舶柴油机故障监测与诊断的方法是多种多样的 最常用的传统方法是热力参数分析法 油液分析法和振动分析 5 振动分析法就是利用船舶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断的方法 该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 目前国外运用振动分析法的主要方向为 通过机体表面振动信号来识别柴油机气缸内的压力 示功图 用瞬时转速推算缸内压力变化 利用时频分析 小波分析等新的信号分析与处理方法来处 理柴油机表面振动信号 6 随着现代科学技术的发展及自动化程度的提高 柴油机故障诊断技术也经历着重大的变化 其传统的诊断方法日益显现出不足和弊端 于是产生和发展了许多故障诊断的现代方法 例如有 基于专家系统的智能化诊断方法和基于神经网络的诊断方法 1 基于专家系统的智能化诊断方法 专家系统是指利用研究领域专家的专业知识进行推理去解决专业的高难度的实际问题的智 能系统 故障诊断专家系统作为专家系统中的一个分支 是人们根据长期的实践经验和大量的故 障信息知识 设计出的一种智能计算机程序系统 以解决难以用数学模型来精确描述的系统故障 诊断问题 7 专家系统的核心主要包括以下几部分 知识库 知识获取部分 推理机 解释部分 2 基于神经网络的诊断方法 基于神经网络的故障诊断技术 就是通过对故障实例和诊断经验的训练学习 用分布在网络 内部的连接权值来表达所学习的故障诊断知识的技术 它具有对故障模式的联想记忆 模式匹配 和相似归纳能力 从而实现故障与征兆之间复杂的非线性映射关系 目前 神经网络在柴油机故障 诊断中的运用主要有 神经网络直接用于故障诊断 挑选关键参数作为输入层 故障参数作为输出层 利用典型样 本学习所得权值进行模式识别 自适应神经网络模式识别 它利用神经网络分布式信息存储和并行处理 避开模式识别中 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 使得故障易于识别 神经网络信号处理 神经网络用于信号处理主要是利用其最优化算法和其智能化识别的特 点 大学本科毕业设计 论文 文献综述 3 模糊神经网络 具有准确的非线性拟合和学习能力 神经网络与专家系统结合识别 实践证明 神经网络只要和专家系统完全结合起来 互补长 短 就能克服神经网络的缺乏经验 无推理性以及专家系统的知识 瓶颈问题 等缺陷 到达一种 较完美的组合 8 三三 现状现状及发展及发展 柴油机因其功率范围大 效率高 能耗低 使用维修方便而优于蒸汽机 燃气轮机等 在民用 船舶和中小型舰艇推进装置中确立了主导地位 9 目前世界船用低速柴油机市场仍被 MAN B中速机达 26 500 kW 而高速机达 6 500 kW 从各主要柴油机公司的市场占 有率看 对于低速机而言 这几年大的格局一直没有改变 总功率的前 3 位依次是 MAN B W Wartsila New Sulzer 和日本三菱重工 几年来它们的产量之和平均都在总功率的 85 以上 中速 机的情况每年都有些波动 但 MAN B W Wartsila New Sulzer Mak Pielstick 以及日本大发一 直是前 5 强 产量平均共占有中速机产量的 80 并有上升的趋势 10 四四 参考文献参考文献 1 周龙保 内燃机学 机械工业出版社 2005 第 3 版 2 Bahram Khalalighi Daniel C Haworth Mark S Huebler Multidimensional Port and Cylinder Flow Calculations and Flow Visualization Study in an Internl Combustion Engine with Diferent Intake Configurations J SAE 941871 1994 3 张希海 柴油机 第 30 卷 2008 第 4 期 文章编号 1001 4357 2008 04 0052 02 4 郭江华 侯馨光 陈国钧 张庆 中国航海 2005 年第 4 期总第 65 期 文章编号 1000 4653 2005 04 0075 04 5 杨建国 王晓武 船舶柴油机监测与故障诊断技术现状及发展趋势 J 中国航海 1999 45 2 41 48 6 Ryuichi Kimura Noboru Nakai Hiroshi Mizutani Diagnostic System of Diesel Engine by Statistical Vibration Analysis R Bulletin of the M E S J 1996 24 1 14 20 7 P S Katsoulakos C P W Hornsby R Zanconato DEEDS The Diesel Engine Expert Diagnosis System J Trans I Mar E 1988 100 19 22 大学本科毕业设计 论文 文献综述 4 8 Krishnamoorthy C S Artificial intelli