内燃机故障诊断.doc

石家兀铁道大学机械工程学院 机械故障诊断与维修课程论文 内燃机故障诊断 摘 要 故障诊断：利用各种检查和测试方法，发现系统和设备是否存在故障的过程是故障检测；而进一步确 定故障所在大致部位的过程是故障定位。故障检测和故障定位同属网络生存性范畴.要求把故障定位到实 施修理时可更换的产品层次（可更换单位）的过程成为故障隔离。故障诊断就是指故障检测和故障隔离的 过程。 关键词：内燃机智能故障诊斷 第一章 绪论 1.1内燃机 内燃机是将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入汽缸内部的高压燃烧室燃烧爆发产牛动力。 这也是将热能转化为机械能的一种热机。内燃机具有体积小、质最小、便于移动、热效率高、起动 性能好的特点。但是内燃机i般使用石汕燃料，同时排出的废气屮含有害气体的成分较高。内燃机， 是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热 力发动机。广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发 动机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等，但通常所说的内燃机是指活塞式内 燃机。活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸 内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄 连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。常见的有柴油机和汽油机，通过将 内能转化为机械能，是通过做功改变内能。 1.2故障诊断 故障诊断技术的产生和发展为提高设备系统的可靠性和可维修性开辟了一条新的的途径。状态 检测与故障诊断是以可靠性理论、信息论、控制论、和系统论为理论棊础，以现代测量仪器和计算 机为工具，结合各种诊断对象的特殊规律逐步形成的一门新技术，它是一门综合性技术，涉及传感 及测试技术、电子学、信号处理、识别理论、计算机技术以及人工只能专家系统等多门基础科学， 是对这些基础理论的综合应用。 设备状态检测与故障诊断是以多学科为依托，白成体系，发展十分迅速，取得了较人的经济和 社会效益。它以故障机理研究作为基石，以信号处理和特征提取理论为慕本手段。采用理论分析与 实验分析相结合的研究方法。诊断对彖广泛，工程应用性强，高新技术含量高。 第二章 内燃机 1内燃机的发展 活塞式内燃机起源于用火药爆炸获取动力，但因火药燃烧难以控制而耒获成功。1794年，英国 人斯特里特提出从燃料的燃烧中获収动力，并且第一次捉出了燃料与空气混合的概念。1833年，英 国人赖特提出了直接利用燃烧压力推动活塞作功的设计。 Z后人们又提出过各种各样的内燃机方案，但在十九世纪屮叶以前均未付诸实用。直到1860 年，法国的勒努瓦模仿蒸汽机的结构，设计制造出笫一台实用的煤气机。这是一种无压缩、电点火、 使用照明煤气的内燃机。勒努瓦首先在内燃机屮采用了弹力活塞坏。这台煤气机的热效率为4%左 右。 1862年，法国科学家罗沙对内燃机热力过程进行理论分析之示，提出提高内燃机效率的要求， 这就是最早的四冲程工作循环。 1876年，徳国发明家奥托（Otto）运用罗沙的原理，创制成功第一台往复活塞式、单缸、卧式、 3.2千瓦（4.4马力）的四冲程内燃机 1881年，英国工程师克拉克研制成功第一台二冲程的煤气机，并在巴黎博览会上展出。 1883年，徳国的戴姆勒（Daimler）创制成功第一台立式汽汕机，它的特点是轻型和高速。 1892年，徳国工程师狄塞尔（Diesel）受面粉厂粉尘爆炸的启发，设想将吸入气缸的空气高度 压缩，使其温度超过燃料的白燃温度，再用高压空气将燃料吹入气缸，使之着火燃烧。他首创的压 缩点火式内燃机（柴油机）于1897年研制成功，为内燃机的发展开拓了新途径。 1898年，柴汕机首先用于固定式发电机1903年用作商船动力，1904年装于舰艇，1913年 第一台以柴油机为动力的内燃机车制成，1920年左右开始用于汽车和农业机械。 2.2内燃机的结构和系统组成 内燃机主要分为两人机构：一、曲柄连杆机构；二、配气机构。四大系统（点燃式内燃机机为 五大系统）:一、燃油供给系统；二、润坏系统；三、冷却系统；四、起动系统。点燃式内燃机还 有点火系统。 2.2.1两大机构 曲柄连杆机构是实现工作循环，完成能虽循环的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲 轴飞轮组组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋 转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量乂把曲轴的旋转运 动转化成活塞的直线运动。 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可 燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构人多采用顶置气门式 配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成 2.2.2四