机车柴油机故障诊断方法

机车柴油机故障诊断方法

随着我国铁路网的广泛铺设，机车柴油机动力技术的应用也越来越普遍，并且呈现大型化、复杂化、自动化的趋势。一方面，机车柴油机动力能够大大加快火车的速度，提高旅客运送效率；但另一方面，机车柴油机的广泛运用也增加了故障诊断的难度，一旦出现了故障，往往会造成旅客滞留在火车站，影响了乘客的出现，严重者会引起旅客的躁动，从而引发不必要的冲突。因此，为了确保机车柴油机的正常安全运行，必须加强对设备的定期检测，及时发现故障或是异常情况，并在设备出现异常故障时能够得到快速的诊断和解决。本文通过介绍机车柴油发动机故障诊断的现状和难点，并提出了故障诊断的技术和方法。

标签：柴油机故障；机车柴油机；故障诊断

1 机车柴油机故障诊断的现状和难点

1.1 机车柴油机结构比较复杂

机车柴油机的构成部件有曲柄连杆机构，进气系统和排气系统，润滑系统，冷却降温系统，启动系统等，再往深化方面又可以分为子系统级和部件级，零件级。这些复杂的部件构成了整个柴油机系统，所以在对各个部件、零件之间进行故障分析的时候，无论从定性方面还是定量方面都难以做到完整、精确。

1.2 机车柴油机故障机理和故障特征多样化

机车柴油机触动机理源头比较多，在能源传递过程中，路径比较复杂，出现故障往往是多个方面的原因造成的，既有纵向的，也有横向的。而且这类柴油机发生的故障所对应的振动频率，无论在理论还是实践中都不具有确定性，所以在故障诊断的时候也难以做出确定的判断。另一方面，机车柴油机有各种不同的型号，在结构上存在一定的差异性，因此在发生故障的时候所表现出来的现象也不尽相同。

1.3 机车柴油机故障诊断方法不统一

由于机车柴油机维修行业缺乏统一的管理，不同型号的柴油机发生故障所表现出来的特征不尽相同，再加上维修技术人员的所掌握的技术水平不一样，目前对机车柴油机故障的诊断方法多种多样，凌乱缺乏统一的规范性监测方法，这在一定程度上也制约了故障诊断技术的发展。

2 机车柴油机故障诊断技术的组成

2.1 研究故障原理

当机车柴油机发生故障的时候，首先需要对其故障发生的机理进行研究，主

要包括对构件的物理特性、化学性能进行研究分析。比如研究其是否因为碰撞、断裂、磨损、温度过高等物理原因造成的故障，还是因为化学腐蚀、氧化等化学原因造成的故障。

2.2 采集、处理状态信号，找出故障特征

机车柴油机一旦发生了故障，故障的警报信息就会通过状态信号的方式显示出来，所以采用相应的检测方法对其状态信号检测就成为了故障诊断的关键环节。一般可以采用振动、压力、转速、光谱、铁谱等测试方法去获取到相关的数据信息，然后在对初始信号进行维数压缩、形式变换、去除干扰等方式保留和增强有用信号，进一步检测出故障特征信息。

2.3 分析机车柴油机的状态和故障诊断

机车柴油机发生故障的时候需要先检测其运行时所表现出来的状态，再根据其所体现出来的状态，利用各种数学原理和逻辑推理，采用诊断法、统计法、模糊法以及人工智能方法，以此来分析判断故障发生的具体位置和原因。

3 机车柴油机故障诊断方法的分类

3.1 基于模型的故障诊断法

对故障对象建立一个数学模型，然后再分析模型所获得的预测形态和缩观测到形态这两种状态之间是否有存在着差距，以及差距的大小，从而判断出故障的原因。从原理看，它是这样的：测量出所获取的观察形态，然后输入系统中相关的组件的正常状态从而获得预测形态，然后再根据这种形态差异计算出最小冲突集，最后再通过计算找出故障元件。在采用这种模型法进行测试的时候需要注意模型与实际情况不可相差过大，过大的话就会影响准确度，因为采用这种方式诊断出的精度容易受到模型的影响，而且诊断速度也比较慢。

3.2 基于信号处理的故障诊断法

这是一种对简单信号，比如时域、频域特性以及峰值、均方根值等指标进行分析和处理，运用相关分析法，小波分析法、自然回归分析法等方法对信号进行处理，提取出方差、幅值、频率等各种特征值，从而检测出故障。在平时的诊断中，振动和转速是常见的检测对象。

3.3 基于知识的诊断法

基于知识的诊断法总共包括模糊故障诊断法、神经网络故障诊断法、故障树诊断法。故障树诊断法是一种表达故障传播关系的有向图形，一般建立在已知故障模式上，不能够诊断未知的故障；模糊故障诊断法通过确立故障征兆和各故障之间的模糊隶属关系对柴油机进行诊断；神经网络诊断法是一种模拟人脑对故障进行分析的方法，通过输入故障状态可以直接输出故障原因。

4 结束语

柴油机是机车动力部件中最常见的动力设备，其是否能安全正常的运行关系到能否有力保障列车的发送旅客货物的效率。所以，要充分认识到目前在机车柴油机故障诊断方面存在的技术问题，再结合国内外先进的分析方法和理论，全面提高故障诊断的技术和方法。

参考文献

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