船用柴油机故障诊断技术

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船用柴油机起动故障分析及预防

航海技术0 引言船舶柴油机被称为船舶的“心脏”，是船舶的动力源泉。

船舶柴油机起动性能则是船舶重要的性能之一，船舶在漂航中如果需要进行“闭碰”则要立即起动柴油机，船舶锚泊发生溜锚等情况时也需要船舶能够迅速启动柴油机，避免危险事故的发生，故船舶的起动性能是否良好，关乎到船舶安全，因此下面针对船舶起动失败现象，对船舶起动故障进行分析，梳理原因以及如何做好预防工作。

1 典型故障分析1.1起动指令发出，但柴油机曲轴不转动柴油机起动需要大量高压压缩空气进入柴油机气缸内以推动活塞运行，从而使柴油机转动，达到发火转速。

若在起动中压缩空气无法到达气缸内部推动活塞，则会导致曲轴无法旋转的故障现象，其原因有以下几种：（1）柴油机起动空气进气管上截止阀未打开或柴油机控制空气管路截止阀未打开。

导致起动空气管路没有压缩空气进入气缸或没有控制空气导致柴油机主起动阀或气缸气动阀无法开启。

（2）柴油机主起动阀故障导致起动空气无法通过或气缸盖上起动阀故障导致压缩空气无法进入气缸。

（3）柴油机起动空气分配器故障，导致控制空气无法开启气缸盖上起动阀。

（4）空压机没有向气瓶内提前打气，空气瓶内压缩空气压力不足，起动空气压力过低，导致压缩空气无法推动活塞运行。

（5）柴油机示功阀、安全阀开启或柴油机运行时间过长活塞环、缸套等磨损严重导致气缸漏气压缩空气流出气缸。

（6）柴油机控制系统或电磁阀故障，起动指令发出后，柴油机起动电磁阀不动作，导致控制空气无法开启主起动阀。

1.2曲轴旋转，但柴油机不发火柴油机在起动指令发出后，起动程序正常动作，压缩空气进入气缸，曲轴随之开始旋转但是柴油机始终无法发火进行燃烧，导致柴油机在起动程序结束后随即停止。

针对此类现象，其主要原因有以下几种：（1）柴油机手动停车油门拉杆未抬起至起动位置,燃油无法正常供应导致柴油机不发火。

（2）柴油机转速过低，启动空气中慢转阀故障，导致柴油机一直处在慢转状态。

（3）燃油系统或滑油系统供应不正确，例如油柜内无油、管路阀件开关位置不对、管路破损、滤器脏堵泵浦故障等。

柴油机故障诊断技术的发展与展望

柴油机故障诊断技术的发展与展望柴油机故障诊断技术是指对柴油机发生的故障进行精确分析和定位的技术。

随着技术的发展，柴油机故障诊断技术也在不断进步和完善。

本文将从发展历程、现状和未来展望三个方面来探讨柴油机故障诊断技术的发展。

一、发展历程柴油机故障诊断技术起源于二十世纪五六十年代，当时主要依靠技术员的经验进行故障判断和维修。

八十年代，人们开始使用数字式仪表和芯片技术来检测和诊断柴油机故障，但由于仪器的精度和故障诊断能力有限，诊断结果不太准确，很难进行定位和修复。

直到九十年代末期，电子控制技术和计算机技术的发展，为柴油机故障诊断技术的提高和应用提供了条件。

随着计算机技术的成熟和普及，柴油机故障诊断技术得以快速发展并取得显著进展。

二、现状目前，柴油机故障诊断技术已经成为柴油机维修的必要手段之一，其主要应用在船用柴油机、发电机组柴油机、大型机车柴油机、建筑机械柴油机以及一些特殊车辆柴油机等领域。

随着技术的更新换代和发展，柴油机故障诊断技术已经从传统的经验判断和仪表检测，发展成为多元化的检测手段。

其中主要包括以下几种技术：1. 手持式故障诊断仪：这种检测仪器主要用于检测轻型柴油机和小型柴油机，具有操作简单、便携的特点。

2. 电脑辅助故障诊断系统：这种故障诊断系统主要用于中型和重型柴油机，具有自动检测、自动诊断、自动定位和数据存储等功能。

3. 机载故障诊断系统：这种故障诊断系统主要是指在飞机、火车、船舶等交通工具中装配故障诊断系统，具有多种功能，可实现远程或在线监控柴油机工作状态，提高柴油机故障的快速诊断能力和抗干扰能力。

三、未来展望未来柴油机故障诊断技术的发展方向主要包括以下几个方面：1. 精度和准确度的提高。

新技术的引入将大大提高检测和诊断的精度和准确度。

例如，基于深度学习算法的故障诊断系统能够实现对柴油机工作状态的完全自主监测和自动识别故障类型和位置。

2. 多元化的检测手段。

柴油机故障诊断技术将进一步发展出多种检测手段，包括声学检测、热学检测，机械振动检测、超声波检测等多种技术的结合。

船舶柴油机的常见故障及排除策略

船舶柴油机的常见故障及排除策略摘要：随着柴油机应用范围的不断扩大，有必要根据柴油机应用特性建立合理化的故障处理机制，及时发现问题并采取相应的控制措施，最大程度地维持其应用效能，减少故障带来的安全隐患。

关键词：船舶柴油机；故障；排除策略引言随着我国科技的不断发展和智能增益的自动化，柴油机故障诊断技术有了很大的进步，柴油机故障诊断也与其他机器相似。

研究柴油机故障机理后，根据故障信号的检测和处理，找出柴油机故障的实际原因，并对柴油机故障进行处理。

1船舶柴油机机械故障诊断方式(1)振动分析，检测船舶柴油机故障的主要方法是振动分析。

在测试过程中，通过检查柴油机等测试项目，分析柴油机在运行过程中是否出现问题，可以分析船舶在运行过程中的实际故障。

通过振动分析进行分析，结果精度高，可为解决问题提供参考。

这是实用的方法。

(2)油分析方法，船舶、机械设备故障过程中磨损是最常见的故障。

在众多机械设备零部件中，磨损的可能性最大。

对于船舶机械设备的润滑，根据油的实际情况，根据监测数据确定润滑油的实际质量和含量，分析设备维修或更换时的污染程度和频谱趋势。

(3)治疗分析，这是船舶机械设备检查中常用的方法。

利用该方法检测柴油机的内部工作状态，可以掌握实际压力的宽度，分析设备的实际工作状态。

这种分析方法在一定程度上是动态的，因此在检测过程中非常广泛。

2常见故障和原因2.1自行熄火对于船舶柴油机而言，在实际运行过程中出现自行熄火的情况较为常见，这不仅会影响设备的常规化应用，也会制约设备的使用效能，缩短柴油机使用寿命。

为建立更加科学的故障处理机制，要着重分析故障产生的原因，确保柴油机能顺利恢复正常的使用状态。

经分析发现，故障产生的原因主要有以下情况:①船舶柴油机仅出现熄火的症状，重新启动后仍能正常工作，这表明船舶柴油机处在负荷不正常的运行环境中，负荷剧增导致其突然熄火;②船舶柴油机熄火且无法正常工作，表现为柴油滤清器堵塞、喷油嘴针阀咬死和油路混入空气等，其原因主要是设备维护人员缺乏规范性的日常维护，导致出现油路堵塞、喷孔运行补偿不足和供油不及时等问题。

分析船舶柴油机机械故障诊断及处理

分析船舶柴油机机械故障诊断及处理船舶柴油机作为船舶的动力心脏，它的安全性能直接关系到航运过程中的安全，因此对于船舶进行机械故障诊断是完全必要的，只有找到机械故障的发生点，才能够有效的排除故障，保障船舶柴油机的安全良好性能。

标签：船舶柴油机；机械故障诊断；处理 1 前言船舶柴油机作为航运船舶的核心动力心脏，它的安全稳定性能直接影响的航运的安全。事实上，由柴油机发生机械故障所引起安全事故在海运事故中占据很大一部分。这些事故的发生不仅造成重大的经济损失，同时严重的威胁到船员的生命安全，因此在对船舶柴油机进行工作状态监测和诊断是一项必要的工作，这样就可以尽可能的减少事故隐患，及时的进行故障处理工作。柴油机故障诊断技术自诞生以来也经历了重大的变化，从最初的事后维修发展到定时检测，再到现代故障诊断技术的视情维修。但由于柴油机系统的复杂性，目前其故障诊断与预报技术和相应装置尚难尽如人意，需要作进一步的研究与完善。

2 柴油机的故障分类柴油机是由许多零件组合而成，其结构相当的复杂，因此对于它所产生故障的部位也有很多种，造成故障的原因也有着很多种，并且零件之间可能发生的故障次数也不尽相同。下表1为相关的统计数据。

3 柴油机机械故障诊断处理在进行船舶柴油机的检测和故障诊断的处理方法有很多种，主要包括热力参数分析法、振动法以及瞬时转速法和油液分析法，具体的相关分析法如下。

3.1 热力参数分析法热力参数分析法主要是对柴油机的工作状态进行诊断，主要依据是柴油机在工作时候热力参数。这些热力参数主要包括气缸压力示功图、润滑温度、排气温度以及冷却水进出口温度和排放等。热力参数主要是对柴油机的性能好坏做出判断，通过这些饱含信息的示功图，我们可以对指示功、压缩压力以及压力升高率进行计算，这样为判断燃烧质量和气缸是否达到平衡提供准确的数据依据，可以这样说，示功图对柴油机工作时的监测有着重要的意义，也常被运用到实际工作综合性监测过程中。录测示功图主要是通过测量汽缸中气体的压力变换来进行的，也就是说获取曲轴转角和气缸容积的变化信号，从而得到示功图。示功图的录取主要有着直接和间接两种测录方法，直接测录方法主要是通过示功器来直接获取曲轴转角变化过程中的气缸压力，再将其转化成相应的示功图；而间接测录法则是测量柴油机运行过程中其他物理量变化而得到气缸中压力，在得到相应的示功图。事实上，通过间接法可以避免对柴油机工作过程造成影响，因此这种方法在某种意义上更受青睐。间接测录示功图目前常用的是通过测量缸盖螺栓应变来获取缸内气压，换句话来说，也就是通过缸盖振动信号来分析缸内气压。这种方法的优点在于能够全面的对柴油机各类故障了解的更加全面，但是它的缺点是不能够很好的确定上止点，同时对于压力传感器安装和通道效应有着较高的要求。

船用柴油机烟色异常原因及故障诊断

气缸内形成一定比例和一定量的可燃混合气，合适的温度和在压力下完全燃烧，排气管排出的废气是无色透明或接近无色透明的气体，只有在短暂时间内超负荷运转或者起动时，给大供量的柴油，使混和气过浓，燃烧不完全，废气才呈现灰色或深灰色。柴油机排气成分是表征柴油机燃烧状况的重要指标，通过对柴油机排气烟色研究和分析，能帮助对产生的原因和故障作定Ｉｌ生的判断，以用来指导我们正确的维修和使用柴油机。
摘
要：柴油机正常工作时，排气烟色一般应为无色；当排烟不正常时，则说明出现故障。通过观察排烟颜色，便能
较准确地判断故障产生的原因。针对柴油机三种排烟异常现象逐一加以分析，找出故障部位，并给出具体诊断方法。关键词：柴油机；排气烟色；故障诊断
二、烟色异常故障原因
⑥ 油环胶结失却刮油作用，滑油窜入燃烧室。 ⑦ 曲轴箱通气孔不畅，致使曲轴箱内压力增大，滑油油雾在压力作用下窜入燃烧室参与燃烧。 ⑧活塞环磨损、咬死、折断或弹力不足、喷油时间过早；
⑨ 其它一些原因造成的润滑油窜入气缸。
第１２卷第２期
２２芷０１
中国
水
运
Ｎｏ．２
２２Ｏ１
２月
ＯｈｉＷａｎａｔｅｒｒＴａｎｓｏｒｐｔ

船舶柴油机故障诊断技术探究

船舶柴油机故障诊断技术探究柴油机为船舶主要动力设备，如果其出现运行故障，必定会对船舶运行可靠性与稳定性产生影响。

现在船舶已经实现了自动化与集成化发展，对船舶柴油机性能有着更为严格的要求。

就实际情况分析，造成船舶柴油机故障的原因众多，在对其进行分析时，需要针对不同表现形式特点，并应用合适诊断技术，确定故障原因然后采取措施处理，促使其维持稳定运行状态。

文章对船舶柴油机故障诊断技术要点进行了简单分析。

标签：船舶；柴油机；故障诊断船舶运行环境特殊，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。

船舶柴油机传统故障诊断技术主要为看、听、摸、闻，想要更准确地判断故障部位以及原因，需要积极应用新型诊断技术，利用更短时间来得到更准确结果，为后续维护工作提供依据。

1 船舶柴油机故障诊断分析1.1 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[1]。

1.2 故障诊断流程1.2.1 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。

1.2.2 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。

船用柴油机喷油器故障及检修

一喷油器的作用与要求喷油器的作用是将喷油泵在一定时刻所供给的高压燃油雾化成细微的燃油颗粒喷入气缸,并分布到整个燃烧室中,使燃油的颗粒与空气进行良好的混合而形成可燃混合气体。

当喷油器工作不良时,会使柴油机起动困难,运转时冒黑烟,功率和经济性下降,转速不稳,出现噪音、“敲缸”、甚至灭火停车等现象。

柴油机对喷油器的工作要求是很严格的。

要有一定的喷油压力,喷射距离(即射程)还要有一定的喷雾锥角,喷雾情况要良好,喷出的柴油颗粒既细小,又大小均匀。

并能分布到整个燃烧室中,还应与喷油泵协同一致,使之喷射,确保截然地死始和结束。

二喷油器种类及结构特点喷油器的种类很多,当前船舶柴油机中,绝大多数采用的是液压启阀式喷油器(又称闭式)。

这种喷油器的结构情况对柴油机工作的影响,主要在于其前端核心部位的针阀和针阀体。

液压启阀式喷油器按喷孔数目可分为单孔喷油器和多喷孔喷油器两种。

单孔喷油器只有一个喷孔,位于喷油嘴中央。

喷孔直径相对较大,启阀压力较低,喷油压力相对较低,雾化质量较差,多用于小型高速柴油机上。

多孔喷油器有多个喷孔,可在喷油嘴顶端均布,或置于喷油嘴顶端单侧。

其孔径相对较小,启闭针阀的瞬时及喷油过程的喷油压力较高,雾化质量较好。

其喷注形状应与燃烧室形状匹配。

多用于船用中、低速柴油机。

三喷油器故障分析及排除方法喷油器位于燃烧室顶部,直接暴露在高温高压可燃混合气体中,工作温度高,工作条件差。

热负荷和机械负荷常常会引起针阀偶件密封不良、燃气回窜,甚至停止工作,此外,喷油器工作状况的好坏,直接影响柴油机的经济性、动力性、排放、可靠性等。

因此,对喷油器常见故障进行分析及排除是十分必要的。

喷油嘴主要损坏形式是磨损。

首先主要发生在针阀锥面和针阀体座面、针阀偶件圆柱配合面上;其次是针阀体端面腐蚀和喷孔的孔径扩大和失圆。

这对精密偶件出现的问题较多,喷油器经常发生磨损的部位有密封锥面、喷孔、针阀与针阀孔导向面。

(1)针阀锥面和针阀体座面的磨损是由于喷油器弹簧的冲击与柴油中杂质的冲刷所致。

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船用柴油机故障诊断技术
摘要：船用柴油发动机是船舶运行的动力中心，安全性能直接关系到运输过程的安全性，因此诊断船舶的故障是至关重要的。

本文将对船用柴油机故障诊断技术进行探讨。

关键词：船用柴油机；故障；诊断；技术
针对船舶运行而言，柴油机的运行质量与效率直接关系到船体是否能够正常运行，因此对船用柴油机开展故障检测分析工作十分重要，其能够确保船用柴油机能够保持在最佳运行状态。

在当前我国科学技术水平不断提高的背景下，有关柴油机的故障诊断技术水平也在一定程度上有所提高，这一现象不仅提高了船用柴油机的使用质量，还促使船体得以正常运转。

1船用柴油机概述
船用柴油机是船舶的心脏，是保证船舶正常航行的动力源。

船用柴油机由配气系统、燃油系统、润滑系统、冷却系统、起动系统、调速换向装置和操纵系统等组成，结构复杂，零部件种类繁多，装配关系具有一定的逻辑性，性能好坏直接影响船舶航行的经济性和安全性。

特别是从事远洋运输的船舶，由于工作条件特殊，海上航行时间较长，一旦船用柴油机发生故障，不能及时进行处理，就有可能引发航行事故，严重时会导致船舶丧失航行能力，威胁到全船人员的安全。

2船用柴油机故障诊断
2.1船用柴油机油液成分以及状态分析
在船舶运行过程中，柴油机需要长期持续运行，在此状态下，设备内部的各个零件磨损不可避免，长此以往，金属零件磨损程度越来越高，会逐渐在润滑油当中形成不少微粒，一旦船舶运行过程中，船用柴油机发生动力系统异常现象，那么相关人员可以从柴油机的油液入手，对柴油机的故障进行分析，明确柴油机内各个零件的实际磨损情况。

结合目前我国柴油机油液成分分析情况来看，常见
的分析方法有光谱、铁谱两类。

铁谱分析仪在工作过程中首先会由蠕动泵采集油样，随后样品进入玻璃基片，在玻璃基片的周边有左磁极、右磁极等物，在基片
中会完成油液分析工作。

油液铁谱分析仪工作原理如图1所示。

在应用铁谱对船
用柴油机进行分析时，可以获取柴油机内相关金属微粒的大小、成分以及形状，
但是对于柴油机当中的有色金属很难开展高灵敏度的判别。

当采用光谱分析法在
柴油机油液进行分析时，主要检测内容是对柴油机润滑油中磨损元件的含量进行
检测，但是却没有办法有效获取柴油机的微粒形状以及磨损类型。

2.2船用柴油机异常噪音以及振动分析
根据船用柴油机的运行状态来看，柴油机在正常运行时，其设备内部的各个
机械构件会进行有规律的振动与运转，因此在其正常运行状态下，可以利用传感
器对其进行监控，检测发动机是否存在异常状态。

当柴油机在正常运行的情况下
出现异常噪音，或者出现运转振动异常现象时，可以应用传感器设备对柴油机的
运行信息进行采集，随后再通过相关处理器对柴油机信息进行分析与判断，在此
过程中，一定要充分结合柴油机的运行动力学、工作原理、机械结构等技术参数，以便能够判断出柴油机的运行状态。

传感器数据与科学的测量方式对柴油机的运
行状态进行分析，能够有效提高柴油机运行信息数据的准确性，提高柴油机故障
检测的效率。

2.3船用柴油机温度与压力状态的分析
在分析柴油机故障时，常用的故障检测方法为温度与压力状态检测法，包括
对柴油机的气缸压力监测、润滑油温度检测、冷却水排放温度检测等。

不同的故
障气缸压力会显示出发动机的不同状态信息，通过检测可以实现对柴油机压力升
高率、压缩动力等参数的计算。

在对柴油机开展故障检测工作时，示功图能够完
成众多信息分析任务。

常见的示功图分为两类，分别为间接测量法与直接测量法
2种。

通过直接测量法可以对柴油机缸内压力随曲轴转角变化的状态参数进行测量，在完成信息分析之后，可以实现直观的对柴油机工作进程进行展现。

间接测量法可以以柴油机的运行物理量为基础，对柴油机缸内气体压力进行分析。

3船用柴油机故障诊断技术的发展趋势
目前，船用柴油机故障诊断技术正处于高速发展期，随着自动化技术、信息技术在柴油机领域的不断应用，船用柴油机故障诊断技术呈现出三大发展趋势。

3.1专家系统与人工神经网络结合
专家系统是一种智能化数据决策系统，在长期大量船用柴油机故障诊断经验的基础上，模拟专家思维对船用柴油机进行故障诊断分析。

专家系统虽然具有较高的诊断效率和诊断水平，但是也存在一些弊端，例如很难对非线性问题和多要素故障做出有效判断。

因此，专家系统与人工神经网络相结合成为了船用柴油机故障诊断技术的发展趋势。

人工神经网络所具备的非线性映射能力可以很好地应对船用柴油机复杂的结构和系统，弥补专家系统的缺陷，实现两者的优势互补。

3.2一体化
随着计算机技术和通信技术的迅猛发展与日渐完善，船用柴油机故障诊断系统可以通过网络与航运公司办公系统相连，航运公司相关负责人可以随时查看船用柴油机的运行状态，将暂时无法解决的故障直接传输至船用柴油机故障诊断专家，得到解决方案后，再反馈至在正在海上航行的工作人员。

也可以通过视频进行远程指导，及时清除故障，解决问题。

另外，通过研发专用程序，将故障诊断系统装入轮机人员的移动电话中，突破场所和距离的限制，使轮机人员可以随时随地了解船用柴油机的运转特性，接收到船用柴油机故障预警时，可以在第一时间进行处理。

3.3智能化
专家系统、人工神经网络及模糊诊断等故障诊断技术虽然可以很好地完成对船用柴油机的状态监测和故障诊断，但是与智能化还有一定的距离，还达不到智能化诊断的要求。

随着船舶工业的迅速发展，船用柴油机智能化故障诊断必然会
成为新的发展方向，不仅可以应对船用柴油机复杂的工作环境和各种恶劣海况，
而且可以预测故障隐患，及早发现故障，从根源上杜绝故障的发生。

同时，对于
已经发生的故障，可以提供智能化维修方案，缩短维修时间，提高维修质量，有
力保障船舶安全与高效营运。

4结束语
在当前我国交通运输行业高速发展的背景下，航运作为海运交通运输的主要
方式，承担着重要的海运运输量。

柴油机作为船舶的主要动力系统，对于船舶的
运行质量与效率有着极为重要的作用，如若柴油机发生故障，将会影响船舶的安
全运行，因此需要相关工作人员不断加大创新研发力度，积极探索和发展船用柴
油机故障诊断技术，做好船用柴油机的故障诊断工作，为发展海洋经济做出贡献。

参考文献
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